Okrugla PM vlakna
Koncept kružnog dvosmjernog zračenja može se uvesti u vlakno, pa su dva načina pravokutne polarizacije u vlaknu kružno polarizirana u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu - takozvano kružno PM vlakno. Najčešći način za postizanje dvolomnog prstena u kružnom (aksijalno simetričnom) optičkom vlaknu je uvijanje vlakna, što stvara razliku u konstantama širenja između oscilirajućeg glavnog načina kružne polarizacije u smjeru kazaljke na satu i u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Dakle, modusi ova dva kružno polarizirana vala su razdvojeni. Također se može smatrati da vanjsko naprezanje može promijeniti azimutni kut u smjeru duljine vlakna, što može generirati dvolomno zračenje prstena na vlaknu. Ako se optičko vlakno uvije, stvara se torzijsko naprezanje, što rezultira optičkim svojstvima povezanim s izobličenjem.
Vlaknasta jezgra vlakna također se može položiti duž spiralne staze u oblozi, tako da se također može dobiti dvolomno prelomljenje prstena. To uzrokuje da svjetlost putuje spiralnim putem, tvoreći optičku rotaciju. Dvolomno zračenje može se postići samo zbog utjecaja geometrije. Takvo se vlakno može koristiti kao jednosmjerno vlakno i u načinu visokog reda uzrokovat će relativno velike gubitke.
Prstenasto PM vlakno sa spiralnom strukturom vlaknaste jezgre može se koristiti u polju osjetljivosti struje prema Faradayevom efektu. Optička vlakna mogu se izrađivati pomoću bimetalnih šipki i prethodno oblikovanih cijevi, koje predobrađene cijevi vrte kako bi stvorile spirale tijekom izvlačenja vlakana.
Linearno PM vlakno
Postoje dvije glavne vrste LINEARNOG PM vlakna, i to jednopolarizacijski i dvolomni. U usporedbi s dva osnovna polarizacijska načina, glavna karakteristika pojedinačnog polarizacijskog načina je da ima velik gubitak prijenosa. Za tipove dvolomnih vlakana konstante širenja između dva polarizacijska načina u glavnom načinu oscilacije očito su različite. Za održavanje linearne polarizacije može se koristiti više dizajna optičkih vlakana, o čemu će biti riječi kasnije.
Rubni prorezi i rubni tuneli linearno PM vlakno
Vlakno s rubnim prorezom integrira dva utora s indeksom loma nižim od indeksa obloge. Prorezi su smješteni na dvije strane središnje jezgre vlakna. Ova vrsta vlakana ima raspodjelu indeksa loma u obliku slova W duž X osi i stupnjevitu raspodjelu indeksa loma duž osi Y. Vlakno rubnog tunela poseban je primjer strukture ruba utora. U tim linearnim PM vlaknima uvodi se geometrijska anizotropija u jezgru vlakna da bi se dobila dvolomna vlakna.
Linearno PM vlakno s naglašenim komponentama
Učinkovita metoda za uvođenje visokog dvolomnog zračenja u vlakno je uvođenje nejednolikog naprezanja s dvostrukom geometrijskom simetrijom u jezgru vlakna. Kao rezultat fotoelastičnog učinka, stres mijenja indeks loma jezgre vlakna, što se može promatrati kroz obrazac polarizacije duž vretena vlakana kao i rezultate dvolomnog lomljenja. Potrebno naprezanje može se dobiti korištenjem dviju jednako i neovisno opterećenih komponenata (SAP) smještenih u području obloge nasuprot jezgri vlakna. Stoga, sve dok je indeks loma SAP-a niži ili jednak indeksu loma obloge, neće postojati način sekundarnog osciliranja kroz SAP-ove.
Najčešći oblici koji se koriste za SAP-ove su oblik leptir-mašne i krug. Ta se vlakna nazivaju vlaknima leptir-mašne i panda. Presjeci ova dva vlakna prikazani su na donjoj slici. Modalno dvolomno zračenje koje se koristi u ovim vlaknima predstavlja geometrijsko dvolomno zračenje izazvano stresom. Geometrijsko dvolomno zračenje vrlo je malo i može se zanemariti za vlakno kružne jezgre. Pokazano je da se dvolomno zračenje ovih jezgri vlakana može poboljšati kada se SAP-ovi postave blizu jezgre vlakana, ali mora biti postavljen vrlo blizu jezgre vlakana kako ne bi došlo do povećanja gubitka vlakana, posebno ako materijal na SAP nije silicijev dioksid. Panda vlakno je poboljšano kako bi se postiglo veće dvosmjerno lomljenje, vrlo mali gubici i malo preslušavanja.
Savjet: Trenutno su najpopularnija PM vlakna u industriji okrugla Panda vlakna. Panda vlakno jedna od mnogih prednosti u odnosu na ostala PM vlakna je veličina vlakana i numerički otvor u odnosu na konvencionalna jednodomna vlakna. Minimalni gubici na uređaju osiguravaju se kada se koriste obje vrste svjetlosti.
Linearno PM vlakno s eliptičnom strukturom
Izvedeno je prvo predloženo eksperimentalno istraživanje praktičnih jednopolarizacijskih vlakana s malim gubicima na tri tipa optičkih struktura: eliptična jezgra, eliptična obloga i eliptična ovojna vlakna. Rana istraživanja kabela s jezgrom od eliptičnih vlakana uključuju izračun polarizacijskog dvolomnog zračenja. U prvoj fazi, pravokutni dielektrični valovod koristi se za procjenu dvolomnog zračenja eliptičnog vlakna jezgre. U eksperimentu po prvi puta korištenja PM vlakana proizvedena je vrsta vlakna s jezgrom vlakana u obliku bučice. Duljina polarizacijskog otkucaja može se smanjiti povećanjem razlike indeksa loma obloge jezgre vlakana. Međutim, zbog praktičnih ograničenja primjene, nije moguće previše povećati razliku indeksa loma. Povećanje razlike indeksa loma rezultira gubicima u prijenosu, a spajanje postaje teže jer se radijus jezgre mora smanjiti. Tipična vrijednost dvolomnog zračenja za eliptična vlakna viša je od vrijednosti za eliptična vlakna za oblaganje. No, gubitak jezgre eliptičnih vlakana veći je od gubitka eliptičnih vlakana.
Linearno PM vlakno s modulacijom indeksa loma
Za jednopolarizirano vlakno koje izolira graničnu valnu duljinu dvaju oscilacija pod pravim kutom, metoda za povećanje širine frekvencijskog pojasa je odabir raspodjele indeksa loma koja dopušta da samo jedno polarizacijsko stanje bude na graničnoj vrijednosti. Visoko dvolomno zračenje može se postići uvođenjem kutne modulacije u indeks unutarnje obloge troslojnog eliptičnog presječnog vlakna. U proučavanju troslojnih eliptičnih presjeka optičkih vlakana usvojen je pristup perturbacije u kojem se kao referentna struktura pretpostavlja valovod jezgre pravokutnog vlakna. U operaciji s jednom polarizacijom, ispitivanja dvolomnog zračenja na tri sloja elipsoidnih vlakana pokazuju da pravilna kutna modulacija indeksa unutarnje obloge može poboljšati dvolomno zračenje i proširiti raspon valnih duljina.
Raspodjela indeksa loma naziva se leptir profil. Ovo je asimetrična W kontura, koja se sastoji od konzistentne jezgre vlakana i obloga oko jezgre vlakana. U oblozi, kontura ima maksimalnu vrijednost NCL i mijenja se prema radijusu i kutu prema gore te ima maksimalni silazni uvjet duž osi X. Postoje dva svojstva ovog oblika za ostvarenje jednostruke jednopolarizacijske operacije. Prvo, oblik je asimetričan, zbog čega će se konstante širenja dva glavna načina osciliranja pod pravim kutom razlikovati, a drugo, slabljenje unutar dvorca osigurava da svaki mod ima graničnu valnu duljinu. Leptirova vlakna imaju slabu vodljivost, pa se odgovor na jednadžbu skalarnog vala može koristiti za određivanje polja moda i konstante širenja. Odgovor se odnosi na trigonometrijske funkcije i Mathieuove funkcije, koje se koriste za objašnjavanje korelacije poprečnih koordinata u oblozi jezgre vlakana. Te funkcije međusobno nisu pravokutne, što zahtijeva beskonačan skup funkcija kako bi se uzela u obzir modalna polja u različitim regijama i kako bi se zadovoljili granični uvjeti. Rezultirajući geometrijski graf dvolomnog zračenja, u usporedbi sa standardnom frekvencijom V, pokazuje da stupanj smanjenja indeksa loma duž osi X povećava asimetriju, povećavajući tako maksimalne i V vrijednosti dvolomnog zračenja. Vršna vrijednost dvolomnog zračenja karakteristična je za nekružna vlakna. Dvolomno zračenje može se poboljšati uvođenjem anizotropije u vlakno. Za anizotropiju se to može postići dodjeljivanjem različitih raspodjela indeksa loma dvjema polarizacijama modusa. Geometrijsko dvolomno zračenje je manje od anizotropnog dvolomnog zračenja. Međutim, pad obloge u obliku leptira može pružiti dvostruku polarizaciju valne duljine oscilirajućeg glavnog modusa, koji je odvojen prozorom valnih duljina u kojem je moguće postići jednostruki polarizacijski rad.
