Uvod u polarizaciju
Dok svjetlost prolazi kroz točku u prostoru, smjer i amplitude oscilirajućeg električnog polja s vremenom putuju stazom. Vektor elektromagnetskog polja pod pravim kutom jedan prema drugome u poprečnom dijelu (avion okomit u smjeru napredovanja) predstavlja polarizirani svjetlosni valni signal. Polarizacija se definira pomoću vektora električnog polja kao funkcije vremena, u skladu s uzorkom koji se prati preko presjeka. Polarizacija se može podijeliti na linearnu, eliptičnu ili kružnu polarizaciju, od kojih je linearna polarizacija najjednostavnija. Polarizacija bilo koje vrste je problem u optičkom prijenosu.
Svaka radiokomuncija i svjetlovodni mjerni sustav je uređaj sposoban analizirati smetnje između dvije vrste svjetlosnih valova. Ne možemo koristiti informacije dane smetnjama osim ako amplitude kombinacija ne ostanu stabilne tijekom vremena, odnosno svjetlosni valovi su u istom stanju polarizacije. U tom slučaju potrebno je koristiti optička vlakna koja mogu prenijeti stabilna polarizacijska stanja. Dakle, kako bi se riješio ovaj problem, razvijena su optička vlakna koja mogu održavati polarizaciju.
Što je PM vlakna?
Difuzija polarizacije svjetla u vlaknu postaje nekontrolirana (ovisno o valnoj duljini) i ovisi o bilo kakvom savijanju vlakana kao i stanju temperature. Za postizanje željenih optičkih svojstava potrebna su posebna optička vlakna na koja utječe polarizacija svjetlosti dok prolazi kroz vlakna. Mnogi sustavi, kao što su interferometri vlakana i senzori, laseri od vlakana i elektro-optički modulatori, također imaju gubitke ovisne o polarizaciji koji utječu na performanse sustava. Ovaj problem se može riješiti pomoću posebnih optičkih vlakana pod nazivom PM vlakna.
Princip PM vlakana
Ako je polarizacija svjetlosti emitirane u vlakno koaksijalna s osi birefringence, tako će ostati čak i ako je vlakno savijeno. Prema načelu ujednačenog načina spajanja, može se razumjeti fizičko načelo iza ovog fenomena. Zbog snažnog fenomena birefringence, konstante širenja dvaju načina polarizacije su različite, tako da relativni susret uključenih načina rada ima tendenciju brzog plutanja. Stoga, sve dok bilo kakve smetnje duž svjetla imaju učinkovitu prostornu Fourier komponentu (i valni broj koji odgovara razlici između konstanti širenja dvaju načina rada), može se učinkovito uskladiti s oba načina rada. Ako je razlika dovoljno velika, opći poremećaj u svjetlu će se mijenjati postupno i polako kako bi se postigla učinkovita spojka načina rada. Dakle, princip PM vlakana čini dovoljno razlike.
Među najčešćim primjenama optičkih vlakana međugradske komunikacije, PM vlakna se koriste za uvođenje svjetla s jednog mjesta na drugo u stanje linearne polarizacije. Da bi se postigao taj rezultat, potrebno je ispuniti nekoliko uvjeta. Ulazna vlakna moraju biti visoko polarizirana kako bi se izbjeglo prenošenje spore osi i brzih načina osi, u kojima je stanje polarizacije izlaza nepredvidivo.
Iz istog razloga, električno polje u optičkim vlaknima mora biti precizno i točno usklađeno s glavnom osi optičkog vlakana (što je obično spora os u industrijskoj praksi). Ako se kabel staze PM vlakana sastoji od segmentijskih vlakana povezanih konektorima vlakana ili spojnim spojevima, podudaranje rotacije vlakana i pozicioniranja vrlo je kritičan problem. Osim toga, konektor se mora ugraditi na PM vlakno, a tijekom ugradnje konektora, generirani unutarnji stres neće uzrokovati projiciranje električnog polja na optičku os koja se ne koristi na vlaknima.
Primjena PM vlakana
PM vlakna se koriste u područjima gdje polarizacija drift nije dopušteno, kao što su promjene temperature. Primjeri za to su interferometri vlakana i neki laseri od vlakana. Nedostatak korištenja takvih vlakana je u tome što obično zahtijevaju preciznu orijentaciju polarizacije, što može uzrokovati više problema. Istovremeno, gubitak razmnožavanja veći je od gubitka standardnih optičkih vlakana, a teško je zadržati sve vrste optičkih vlakana u obliku polarizacije.
PM vlakna se koriste u određenim primjenama kao što su primjene senzora vlakana, interferometrija i distribucija kvantnih ključnih točaka. Također se obično koristi u međugradskim komunikacijama između laserskih generatora i modulatora, koji zahtijevaju polarizirano svjetlo kao ulaz. Rijetko se koristi za prijenos na velike udaljenosti jer je PM vlakno vrlo skupo i ima veće prigušenje od jednosmjehičnih vlakana.
Zahtjevi za uporabu PM vlakana
Terminal: Kada je terminal PM vlakana optički konektor, važno je spojiti stresnu šipku na konektor, obično pomoću ključa.
Splicing: Splicing PM vlakna također treba učiniti vrlo pažljivo. Kada se vlakno spoji, X, Y i Z osi trebaju biti dobro postavljene i pozicioniranje rotacije mora biti dobro postavljeno tako da se traka stresa može precizno pozicionirati.
Drugi uvjet je da stanje incidenta na kraju vlakana mora biti u skladu s smjerom poprečne glavne osi presjeka vlakana.
