Polarizācijas-saglabāšanas (PM) šķiedra saglabā stabilu lineāro polarizāciju, veicot kaut ko tādu, kas var izklausīties pretrunīgi: tā apzināti ieviešspēcīga, labi{0}}definēta dubultlaušana. Tā vietā, lai mēģinātu padarīt šķiedru perfekti simetrisku, PM šķiedra rada divus ortogonālus polarizācijas īpatnējos režīmus ar dažādiem efektīvajiem refrakcijas rādītājiem un izplatīšanās konstantēm.
Šī iebūvētā -atšķirība ir daudz lielāka un vairāk kontrolēta nekā vājā, nejaušā dubultlaušana, ko parastā šķiedra var iegūt no lieces, atlikušā sprieguma, temperatūras izmaiņām vai ražošanas nepilnībām. Kad ievades polarizācija ir izlīdzināta ar vienu no šķiedras galvenajām asīm, nevēlamā savienošana ortogonālās polarizācijas režīmā tiek stipri nomākta. Plašāku ievadu par to, kā gaisma tiek vadīta šķiedrā, skatiet šajā pārskatāoptiskās šķiedras{0}}principi un struktūra.
Kas ir polarizācija{0}}šķiedru uzturēšana?
PM šķiedra ir īpaša optiskā šķiedra, kas paredzēta lineāri polarizētas gaismas orientācijas uzturēšanai. Parasti tā ir viena-modas šķiedra ar apzināti asimetrisku spriegumu vai ģeometrijas profilu. Ja jūs salīdzināt PM šķiedru ar parastajiem dizainiem, Hengtong pārskats pardažāda veida optiskās šķiedrassniedz noderīgu informāciju par standarta šķiedru kategorijām.
PM šķiedra daranēsaglabāt katru patvaļīgo ievades polarizācijas stāvokli. Tā visdrošākais darbības stāvoklis tiek iegūts, kad lineāri polarizēta gaisma tiek palaista pa vienu no divām galvenajām divkāršās laušanas asīm. Šīs asis parasti sauc parātra assunlēnā ass.
Kā spēcīga abpusēja laušana novērš polarizācijas savienojumu
Galvenā fiziskā ideja nav tāda, ka vides stress vienmēr ir "pārāk vājš", lai ietekmētu šķiedru. Drīzāk spēcīga divkāršā laušana rada lielu atšķirību starp divu ortogonālo polarizācijas īpašmodu izplatīšanās konstantēm. Tā kā to relatīvā fāze strauji mainās gar šķiedru, parastās lēni mainīgās perturbācijas nespēj saskaņoti savienot optisko jaudu no viena īpašrežīma uz otru.
Klasisks Optica papīrspolarizācijas noturēšana nejauši traucētajās šķiedrāsapraksta ļoti divkāršās PM šķiedras to divkāršās laušanas un polarizācijas sitiena garuma ziņā. Praktiskā izteiksmē spēcīgāka divējāda laušana rada īsāku sitienu garumu, padarot tipiskus garus -mēroga traucējumus mazāk efektīvus braukšanas režīma savienošanā.
Ātrā ass un lēnā ass
Abām galvenajām polarizācijas asīm ir atšķirīgi efektīvi refrakcijas rādītāji. Ass ar zemāku efektīvo refrakcijas indeksu ir ātrā ass, jo tās fāzes ātrums ir lielāks, savukārt ass ar augstāku efektīvo refrakcijas indeksu ir lēnā ass.
Ja ieejas elektriskais lauks ir izlīdzināts ar kādu no asīm, ideālā gadījumā tiek ierosināts tikai viens polarizācijas īpatnējais režīms. Ar nelielu jaudu ortogonālajā režīmā uzsāktā lineārā polarizācija saglabājas stabila, kad tā izplatās.
Polarizācijas sitiena garums
Polarizācijas sitiena garums ir attālums, kurā abi polarizācijas īpatnējie režīmi uzkrāj relatīvo fāzes nobīdi 2π. Viļņa garumam λ un efektīvā indeksa starpībai Δn to var uzrakstīt šādi:
Lb = λ / |Δn|
Noteiktam viļņa garumam lielāka divkāršā laušana atbilst īsākam sitiena garumam. Tāpēc sitienu garums ir noderīgs inženiertehniskais rādītājs, kas parāda, cik spēcīgi ir atdalīti divi polarizācijas režīmi.
Kā PM šķiedrā tiek iebūvēts divkāršs lūzums?
Divas izplatītas dizaina pieejas ir spriedzes{0}}izraisītā divkāršā laušana un ģeometrijas{1}}izraisītā divējāda laušana. Abi rada stabilu atšķirību starp divu ortogonālo polarizācijas režīmu efektīvajiem refrakcijas rādītājiem. Agrīnās Applied Optics pētījums tika tieši salīdzinātsstresa-izraisītas un eliptiskas-kodolu polarizācijas-uzturošās šķiedras, tostarp to sitienu{0}}garuma uzvedību.
Stress{0}}izraisīta bilance: PANDA un Bow{1}}Tie Fiber
Sprieguma-izraisītās PM šķiedras ap serdi ir izvietoti īpaši izstrādāti spriedzes-reģioni. PANDA šķiedras serdeņa pretējās pusēs ir novietotas divas spriedzes{3}}daļas. Šajos reģionos parasti tiek izmantotas stikla kompozīcijas ar termiskās -izplešanās īpašībām, kas atšķiras no apkārtējā silīcija dioksīda.
Šķiedrai atdziestot pēc vilkšanas, termiskās kontrakcijas neatbilstība rada kontrolētu atlikušā sprieguma lauku pāri serdei. Pateicoties fotoelastīgajam efektam, šis spriegums rada dažādus refrakcijas koeficientus divos ortogonālos virzienos. Taur-kaklasaites šķiedra izmanto atšķirīgu sprieguma-reģiona ģeometriju, lai sasniegtu vienu un to pašu pamatmērķi: stabilu, spēcīgu lineāru dubultlaušanu.
Ģeometrija-Inducētā bilance: elipsveida-pamatšķiedra
Vēl viena pieeja ir padarīt pašu serdi asimetrisku, piemēram, elipsveida serdi. Ģeometriskā asimetrija maina robežnosacījumus, ko redz divi ortogonāli polarizētie režīmi, radot atšķirīgus efektīvos laušanas koeficientus, pat nepaļaujoties uz to pašu sprieguma -stieņu izvietojumu, ko izmanto PANDA šķiedrā.
Rezultāts atkal ir pāris labi -definētu polarizācijas īpašību, kas var uzturēt uzsāktu lineāro polarizāciju, ja ievade ir pareizi izlīdzināta.
Kas notiek, ja ievades polarizācija ir nepareizi izlīdzināta?
Ja gaisma tiek palaista leņķī pret galvenajām asīm, ievades lauks sadalās komponentos abos īpašrežīmos. Pēc tam abi režīmi izplatās vienlaicīgi un akumulē fāzi dažādos ātrumos.
Piemēram, 45 grādu palaišanas leņķī abas asis tiek ierosinātas ar salīdzināmām lauka amplitūdām. Relatīvā fāze starp tām mainās atkarībā no izplatīšanās attāluma un var reaģēt arī uz viļņa garuma un vides izmaiņām. Tāpēc izvade var kļūt eliptiska vai griezties, nevis palikt sākotnējā lineārajā stāvoklī.
Tāpēc PM sistēmām ir nepieciešama rotācijas izlīdzināšana ne tikai palaišanas punktā, bet arī savienotājos un savienojumos. Vispārīgos savienojuma pamatus skoptiskās šķiedras{0}} savienotāja pamatinformācija; pastāvīgām locītavām, šajā rokasgrāmatāšķiedru saplūšananodrošina saistīto splicēšanas fonu. Pētījums parpievienojas polarizācijai, -saglabājot viena-moda šķiedruarī parāda, kāpēc ass novirze savienojumā var pārnest enerģiju nevēlamā polarizācijas stāvoklī.
Kā tiek mērīta PM šķiedras veiktspēja?
Norādot vai novērtējot PM šķiedru sistēmu, ir noderīgi vairāki parametri:
- Divpusējā laušana (Δn):efektīvā refrakcijas{0}}indeksa starpība starp diviem galvenajiem polarizācijas režīmiem.
- Sitiena garums:attālums, kas nepieciešams 2π relatīvās fāzes uzkrāšanai starp diviem režīmiem. Īsāks sitiena garums parasti norāda uz spēcīgāku dubultlaušanu tajā pašā viļņa garumā.
- Polarizācijas ekstinkcijas koeficients (PER):mērs, cik daudz optiskās jaudas paliek vēlamajā polarizācijā attiecībā pret ortogonālo polarizāciju. Augstāks PER norāda uz labāku polarizācijas tīrību.
- Polarizācijas šķērsruna:nevēlamās jaudas daudzums, kas savienots no palaitās īpatnējās ass ar ortogonālo īpatnējo asi.
- Asu izlīdzināšana:rotācijas precizitāte starp ievades polarizāciju, šķiedru asīm, savienotāja atslēgu un savienojuma orientāciju.
Šie PM-specifiskie mērījumi atšķiras no vispārīgajiem kabeļu kvalifikācijas testiem, piemēram, vājināšanās, ievietošanas zuduma, OTDR analīzes, stiepes testēšanas un vides testēšanas. Hengtonga pārskats paroptisko šķiedru- kabeļu pārbaudeizskaidro šīs plašākās optisko un mehānisko testu kategorijas.
Kur tiek izmantota polarizācija{0}}šķiedru uzturēšanai?
PM šķiedra tiek izmantota, ja nekontrolēta polarizācijas novirze samazina mērījumu precizitāti, traucē modulāciju vai destabilizē optisko sistēmu. Tipiski lietojumi ir optisko šķiedru žiroskopi, interferometriskie sensori, koherentas optiskās sistēmas, lāzera piegāde, šķiedru lāzeri un polarizācijas{2}}jutīgas pārbaudes iekārtas.
Daudzās no šīm sistēmām šķiedras izvēle ir tikai viena no dizaina daļām. Pilnīgajam optiskajam ceļam ir jāsaglabā arī ass orientācija caur bizēm, savienotājiem, savienojumiem, savienotājiem un citiem komponentiem.
PM Fiber salīdzinājumā ar standarta vienmoda{1}}šķiedru
Standarta viena -moda šķiedra vada vienu telpisko režīmu, bet joprojām atbalsta divus ortogonālās polarizācijas stāvokļus. Neliela nejauša dubultlaušana gar parasto šķiedru var izraisīt polarizācijas stāvokļa neparedzamu attīstību temperatūras, lieces un spriedzes ietekmē.
PM šķiedra parasti darbojas arī vienā telpiskajā režīmā, taču tās apzināti spēcīgā divkāršā laušana pietiekami atdala divus polarizācijas īpatnējos režīmus, lai samazinātu savienojumu starp tiem. Tas ir būtisks iemesls, kāpēc PM šķiedra var uzturēt izvēlētu lineāro polarizāciju, savukārt parastā viena -moda šķiedra parasti nevar garantēt tādu pašu polarizācijas orientāciju tās izvadē.
Produkta{0}}līmeņa fona uz parastajām optiskajām šķiedrām varat arī pārskatīt Hengtong'soptisko šķiedru portfelis.
FAQ
Vai PM šķiedra uztur kādu polarizācijas stāvokli?
Nē. PM šķiedra galvenokārt ir paredzēta, lai uzturētu lineāro polarizāciju, kas uzsākta gar vienu no tās galvenajām asīm. Ja abas asis ir ierosinātas, izplatīšanās laikā mainās relatīvā fāze starp režīmiem, tāpēc izvades stāvoklis var mainīties.
Kāda ir atšķirība starp ātro asi un lēno asi?
Ātrajai asij ir zemāks efektīvais refrakcijas indekss un līdz ar to lielāks fāzes ātrums. Lēnajai asij ir augstāks efektīvais refrakcijas indekss un mazāks fāzes ātrums. Kopā tie veido divas galvenās šķiedras divkāršās laušanas asis.
Kas notiek, ja gaisma tiek palaista 45 grādu leņķī pret PM asīm?
Abi polarizācijas īpatnējie režīmi ir satraukti. Tā kā tie izplatās ar dažādām fāzes konstantēm, to relatīvā fāze mainās gar šķiedru, tāpēc izejas polarizācija parasti nepaliks tādā pašā lineārajā stāvoklī kā ieeja.
Vai PM šķiedra ir tāda pati kā polarizējošā šķiedra?
Nē. PM šķiedra ir paredzēta, lai vadītu abus ortogonālās polarizācijas īpatnējos režīmus, vienlaikus novēršot savienojumu starp tiem. Polarizācijas vai vienas -polarizācijas šķiedra ir konstruēta tā, lai viena polarizācija būtu ļoti labvēlīga vai ortogonālā polarizācija būtu ļoti vājināta.
Vai liece vai temperatūras izmaiņas var ietekmēt PM šķiedru?
Jā. PM šķiedra ir izturīgāka pret polarizācijas izmaiņām, ko izraisa tipiski vides traucējumi, taču tā nav imūna pret spēcīgu spriegumu, ciešu lieci, savienotāja spriegumu, sliktu savienošanu vai ass novirzi. Šīs sekas var palielināt šķērsrunu un samazināt PER.
Kas jānorāda, pērkot PM šķiedras komplektu?
Noderīgās specifikācijās ietilpst darbības viļņa garums, PM šķiedras dizains, vājināšanās, sitiena garums vai divkāršā laušana, mērķa PER vai šķērsruna, savienotāja veids, savienotāja atslēgas -līdz-ass orientācija, šķiedras garums, pārklājuma vai apvalka prasības un nepieciešamais testa ziņojums. Ja jūsu projektā ir iekļauti arī pielāgoti optisko -šķiedru komplekti vai kabeļu integrācija,sazinieties ar Hengtongar lietojumprogrammu un nepieciešamajām specifikācijām, lai pirms piedāvājuma varētu apstiprināt atbilstošās iespējas.
Kopsavilkums
Polarizācijas{0}}uzturošā šķiedra "nebloķē" polarizāciju, novēršot divkāršo lūzumu. Tas darbojas pretēji: tas rada spēcīgu, kontrolētu divkāršu laušanu, lai diviem ortogonālajiem polarizācijas īpatnējiem režīmiem būtu pietiekami atšķirīgas izplatīšanās konstantes. Kad gaisma tiek palaista pa vienu galveno asi, šī atdalīšana nomāc nevēlamu režīmu savienojumu un palīdz saglabāt lineāro polarizāciju.
Praktiskās atslēgas ir vienkāršas: izvēlieties piemērotu PM dizainu, izprotiet tā ātrās un lēnās asis, izmantojiet sitienu garumu un polarizācijas šķērsrunu vai PER kā veiktspējas rādītājus un saglabājiet precīzu rotācijas izlīdzināšanu, izmantojot katru palaišanu, savienotāju un savienojumu optiskajā ceļā.