Okrúhle vlákno PM
Koncept vláknového dvojlomu možno zaviesť do vlákna, takže dva režimy pravouhlého polarizácie sú vo vlákne kruhovo polarizované v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek - takzvané kruhové vlákno PM. Najbežnejším spôsobom, ako dosiahnuť dvojkrúžok kruhu v kruhovom (axiálne symetrickom) optickom vlákne, je skrútenie vlákna, ktoré produkuje rozdiel v konštantách šírenia medzi oscilujúcim hlavným režimom kruhovej polarizácie v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek. Režimy týchto dvoch cirkulárne polarizovaných vĺn sú teda oddelené. Môže sa tiež uvažovať, že vonkajšie napätie môže zmeniť uhol azimutu v smere dĺžky vlákna, čo môže na vlákne generovať dvojlom. Ak je optické vlákno skrútené, vytvára sa torzné napätie, čo vedie k optickým vlastnostiam spojeným so skreslením.
Vláknové jadro vlákna možno tiež položiť pozdĺž špirálovej dráhy v plášti, takže sa dá dosiahnuť aj dvojlom lomu kruhu. To spôsobí, že svetlo sa bude pohybovať po špirálovitej dráhe a bude sa vytvárať optická rotácia. Dvojlom sa dá dosiahnuť iba vďaka vplyvu geometrie. Takéto vlákno sa môže použiť ako vlákno v jednom režime a v režime vyššieho rádu spôsobí relatívne vysoké straty.
Prstencové vlákno PM so štruktúrou jadra zo špirálového vlákna je možné použiť v oblasti snímacieho prúdu podľa Faradayovho efektu. Optické vlákna je možné vyrábať pomocou bimetalových tyčí a predtvarovaných rúrok, ktoré pretáčajú predtvarované rúry za vzniku špirál počas ťahania vlákien.
Lineárne vlákno PM
Existujú dva hlavné typy vlákien LINEAR PM, a to typ s jednou polarizáciou a typ s dvojlomom. V porovnaní s dvoma základnými polarizačnými režimami je hlavnou charakteristikou režimu jednej polarizácie to, že má veľké straty pri prenose. Pre dvojlomné typy vlákien sú konstanty šírenia medzi dvoma polarizačnými režimami v hlavnom režime kmitania zjavne odlišné. Na udržanie lineárnej polarizácie je možné použiť viac návrhov optických vlákien, o ktorých sa bude diskutovať neskôr.
Okrajové drážky a okrajové tunely lineárne vlákno PM
Vlákno s okrajovým slotom integruje dva sloty s indexom lomu nižším ako je index obloženia. Otvory sú umiestnené na dvoch stranách centrálneho vláknového jadra. Tento typ vlákna má distribúciu indexu lomu v tvare písmena W pozdĺž osi X a stupňovité rozdelenie indexu lomu v smere osi Y. Vlákno s okrajovým tunelom je špeciálnym príkladom štruktúry s okrajovým štrbinou. V týchto lineárnych vláknach PM sa do jadra vlákna zavádza geometrická anizotropia, aby sa získali dvojlomné vlákna.
Lineárne vlákno PM s namáhanými komponentmi
Účinnou metódou na zavedenie vysokého dvojlomu do vlákna je zavedenie nerovnomerného napätia s dvojitou geometrickou symetriou do jadra vlákna. V dôsledku fotoelastického efektu stres mení index lomu jadra vlákna, ktorý je možné pozorovať prostredníctvom polarizačného vzoru pozdĺž vretena vlákna, ako aj výsledkov dvojlomnosti. Požadované napätie je možné získať použitím dvoch rovnako a nezávisle namáhaných komponentov (SAP) umiestnených v plášťovej oblasti oproti vláknovému jadru. Pokiaľ je teda index lomu SAP nižší alebo rovný indexu lomu plášťa, nebude prostredníctvom SAP existovať žiadny sekundárny režim oscilácie.
Najbežnejšie tvary používané v systéme SAP sú tvar motýlika a kruh. Tieto vlákna sa nazývajú motýle a motýle panda. Prierezy týchto dvoch vlákien sú znázornené na obrázku nižšie. Modálny dvojlom, ktorý sa používa v týchto vláknach, predstavuje geometrický a stresom indukovaný dvojlom. Geometrický dvojlom je veľmi malý a pre vlákno s kruhovým jadrom ho možno ignorovať. Ukázalo sa, že dvojlom týchto vláknových jadier sa dá vylepšiť, keď sú SAP umiestnené blízko vláknitého jadra, ale musí byť umiestnený veľmi blízko vláknitého jadra, aby nedošlo k zvýšeniu straty vlákien, najmä ak je materiál na SAP nie je oxid kremičitý. Vlákno Panda bolo vylepšené, aby sa dosiahol dvojlom, ktorý má vyšší mód, veľmi malú stratu a nízky presluch.
Tip: V súčasnosti je najpopulárnejším vláknom PM v priemysle guľaté vlákno Panda. Vlákno Panda jednou z mnohých výhod oproti iným vláknam PM je veľkosť vlákna a numerická apertúra v porovnaní s konvenčnými jednovidovými vláknami. Pri použití oboch typov svetla je zaistená minimálna strata zariadenia.
Lineárne vlákno PM s eliptickou štruktúrou
Bola uskutočnená prvá navrhovaná experimentálna štúdia praktických nízko stratových vlákien s jednoduchou polarizáciou na troch typoch optických štruktúr: eliptické jadro, eliptický plášť a eliptické plášťové vlákno. Skorý výskum jadrového kábla s eliptickými vláknami zahrnuje výpočet polarizačného dvojlomu. V prvom stupni sa na odhad dvojlomnosti vlákna eliptického jadra použije obdĺžnikový dielektrický vlnovod. V experimente s použitím vlákna PM po prvýkrát sa vyrobilo druh vlákna s vláknovým jadrom v tvare činky. Dĺžka polarizačného rytmu sa môže znížiť zväčšením rozdielu indexu lomu plášťa jadra vlákna. Avšak kvôli praktickým obmedzeniam aplikácie nie je možné príliš zvýšiť rozdiel indexu lomu. Zvyšovanie rozdielu indexu lomu vedie k stratám pri prenose a spájanie sa stáva zložitejším, pretože sa musí zmenšiť polomer jadra. Typická hodnota dvojlomnosti pre eliptické vlákno je vyššia ako hodnota pre eliptické obkladové vlákno. Ale strata jadra eliptického vlákna je vyššia ako strata eliptického plášťového vlákna.
Lineárne vlákno PM s moduláciou indexu lomu
Pre jednopolarizované vlákno, ktoré izoluje hraničnú vlnovú dĺžku dvoch pravouhlých oscilácií, je metódou na zväčšenie šírky jeho frekvenčného pásma výber distribúcie indexu lomu, ktorý umožňuje, aby na hranici bol iba jeden polarizačný stav. Vysoký dvojlom sa dá dosiahnuť zavedením uhlovej modulácie do indexu vnútorného plášťa trojvrstvového vlákna eliptického prierezu. Pri štúdiu trojvrstvových eliptických prierezových optických vlákien sa uplatňuje prístup k poruchám, pri ktorom sa za referenčnú štruktúru považuje obdĺžnikový jadrový vlnovod. V operácii jednej polarizácie birefringenčné testy na troch vrstvách elipsoidného vlákna ukazujú, že správna uhlová modulácia indexu vnútorného plášťa môže zvýšiť dvojlom a rozšíriť rozsah vlnových dĺžok.
Distribúcia indexu lomu sa nazýva profil motýľa. Toto je asymetrický obrys tvaru W, ktorý sa skladá z konzistentného jadra vlákna a plášťa obklopujúceho jadro vlákna. V plášti má obrys maximálnu hodnotu NCL a mení sa v polomere a uhle smerom hore a má maximálnu zostupnú polohu pozdĺž osi X. Existujú dve vlastnosti tohto tvaru na uskutočnenie operácie single polarizácie s jedným režimom. Po prvé, tvar je asymetrický, čo spôsobí, že sa konštanty šírenia dvoch hlavných režimov kmitania v pravých uhloch budú líšiť, a po druhé, útlm v rámci hradu zabezpečí, že každý režim bude mať medznú vlnovú dĺžku. Motýľové vlákna majú slabú vodivosť, takže na stanovenie módového poľa a konštanty šírenia možno použiť odpoveď na rovnicu skalárnych vĺn. Odpoveď sa týka trigonometrických funkcií a Mathieuových funkcií, ktoré sa používajú na vysvetlenie korelácie priečnych súradníc v plášti jadra vlákna. Tieto funkcie nie sú navzájom ortogonálne, čo si vyžaduje nekonečný súbor funkcií na zohľadnenie modálnych polí v rôznych oblastiach a na splnenie okrajových podmienok. Výsledný geometrický dvojlomný graf, v porovnaní so štandardnou frekvenciou V, ukazuje, že miera poklesu indexu lomu pozdĺž osi X zvyšuje asymetriu, čím sa zvyšujú maximálne hodnoty a hodnoty V dvoj lomu. Vrcholová hodnota dvojlomu je charakteristická pre nekruhové vlákna. Dvojlom môže byť vylepšený zavedením anizotropie do vlákna. Pre anizotropiu sa to dá dosiahnuť priradením rôznych distribúcií indexu lomu dvom polarizáciám módu. Geometrický dvojlom je menší ako anizotropný dvojlom. Pokles opláštenia tvaru motýľa však môže poskytnúť dvojitú polarizáciu na medznú vlnovú dĺžku oscilujúceho hlavného režimu, ktorá je oddelená okienkom vlnovej dĺžky, v ktorom je možné dosiahnuť operáciu s jedinou polarizáciou v jednom režime.
