Úvod do polarizácie
Keď svetlo prechádza bodom v priestore, smer a amplitúda oscilujúceho elektrického poľa postupuje po dráhe v priebehu času. Vektor elektromagnetického poľa v pravom uhle k sebe v priečnom reze (rovina kolmá na smer postupu) predstavuje signál polarizovanej svetelnej vlny. Polarizácia je definovaná pomocou vektora elektrického poľa ako funkcie času v súlade so vzorom vysledovaným cez prierez. Polarizáciu môžeme rozdeliť na lineárnu, eliptickú alebo kruhovú polarizáciu, z ktorých je lineárna polarizácia najjednoduchšia. Polarizácia akéhokoľvek druhu je problémom prenosu optických vlákien.
Akýkoľvek rádiový komunikačný a optický merací systém je zariadenie schopné analyzovať interferenciu medzi dvoma typmi svetelných vĺn. Nemôžeme použiť informácie poskytnuté interferenciou, pokiaľ amplitúdy kombinácií nezostanú stabilné v priebehu času, to znamená, že svetelné vlny sú v rovnakom polarizačnom stave. V tomto prípade je potrebné použiť optické vlákna schopné prenášať stabilné polarizačné stavy. Aby sme teda tento problém vyriešili,optické vláknaktoré dokážu udržať polarizáciu boli vyvinuté.
Čo je PM vlákno?
Difúzia polarizácie svetla vo vlákne sa stáva nekontrolovanou (v závislosti od vlnovej dĺžky) a závisí od akéhokoľvek ohybu vlákna ako aj od teplotného stavu. Na dosiahnutie požadovaných optických vlastností sú potrebné špeciálne optické vlákna, ktoré sú ovplyvnené polarizáciou svetla pri prechode cez vlákno. Mnohé systémy, ako sú vláknové interferometre a senzory, vláknové lasery a elektrooptické modulátory, majú tiež straty závislé od polarizácie, ktoré ovplyvňujú výkon systému. Tento problém možno vyriešiť použitím špeciálnych optických vlákien nazývaných PM vlákna.
Princíp PM Fiber
Ak je polarizácia svetla vyžarovaného do vlákna koaxiálna s osou dvojlomu, zostane taká, aj keď je vlákno ohnuté. Podľa princípu spojenia rovnomerného režimu možno pochopiť fyzikálny princíp tohto javu. Kvôli silnému javu dvojlomu sú konštanty šírenia dvoch polarizačných režimov odlišné, takže relatívne stretnutie zúčastnených režimov má tendenciu rýchlo sa pohybovať. Preto, pokiaľ má akákoľvek interferencia pozdĺž svetla efektívnu priestorovú Fourierovu zložku (a vlnové číslo zodpovedajúce rozdielu medzi konštantami šírenia dvoch režimov), môže byť efektívne prispôsobené obom režimom. Ak je rozdiel dostatočne veľký, všeobecné rušenie svetla sa bude meniť postupne a pomaly, aby sa dosiahlo efektívne spojenie režimu. Takže princíp PM vlákna robí dostatočný rozdiel.
Medzi najbežnejšie aplikácie diaľkovej komunikácie optických vlákien sa PM vlákno používa na zavádzanie svetla z jedného miesta na druhé do stavu lineárnej polarizácie. Na dosiahnutie tohto výsledku je potrebné splniť niekoľko podmienok. Vstupné vlákno musí byť vysoko polarizované, aby sa zabránilo prenosu režimov pomalej osi a rýchlej osi, v ktorých je stav výstupnej polarizácie nepredvídateľný.
Z rovnakého dôvodu elektrické pole voptické vláknomusí byť presne a presne zarovnané s hlavnou osou optického vlákna (čo je zvyčajne pomalá os v priemyselnej praxi). Ak sa vláknový kábel PM skladá zo segmentovaných vlákien spojených vláknovými konektormi alebo spájacími spojmi, prispôsobenie rotácie a polohy vlákna je veľmi kritickým problémom. Okrem toho musí byť konektor nainštalovaný na PM vlákne a počas inštalácie konektora nespôsobí vzniknuté vnútorné napätie premietanie elektrického poľa na optickú os, ktorá nie je na vlákne použitá.
Aplikácie PM vlákien
PM vlákna sa používajú v oblastiach, kde nie je povolený posun polarizácie, ako sú zmeny teploty. Príkladom sú vláknové interferometre a niektoré vláknové lasery. Nevýhodou použitia takýchto vlákien je, že zvyčajne vyžadujú presnú orientáciu polarizácie, čo môže spôsobiť väčšie problémy. Zároveň je strata šírenia vyššia ako pri štandardných optických vláknach a je ťažké udržať všetky typy optických vlákien vo forme zachovávajúcej polarizáciu.
PM vlákna sa používajú v špecifických aplikáciách, ako sú aplikácie snímania vlákien, interferometria a distribúcia kvantového kľúča. Bežne sa používa aj pri komunikácii na veľké vzdialenosti medzi laserovými generátormi a modulátormi, ktoré vyžadujú polarizované svetlo ako vstup. Málokedy sa používa na prenos na dlhé vzdialenosti, pretože PM vlákno je veľmi drahé a má vyšší útlm ako jednovidové vlákno.
Požiadavky na použitie PM vlákna
Terminál: Keď je terminálom vlákna PM optický konektor, je dôležité pripojiť napínaciu tyč ku konektoru, zvyčajne pomocou kľúča.
Spájanie: Spájanie PM vlákien by sa malo tiež robiť veľmi opatrne. Keď je vlákno zatavené, osi X, Y a Z by mali byť dobre umiestnené a poloha rotácie musí byť dobre umiestnená tak, aby sa napínacia tyč dala presne umiestniť.
Ďalšou požiadavkou je, že stav dopadu na konci vlákna musí byť v súlade so smerom priečnej hlavnej osi vlákna.vláknoprierez.
