Sợi PM tròn
Khái niệm về độ hai chiều tròn có thể được đưa vào sợi, do đó hai chế độ phân cực góc phải được phân cực tròn theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ trong sợi - cái gọi là sợi PM tròn. Cách phổ biến nhất để đạt được độ lệch vòng trong sợi quang tròn (đối xứng tiên đề) là xoắn sợi, tạo ra sự khác biệt về hằng số lan truyền giữa chế độ chính dao động của phân cực tròn theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ. Do đó, các chế độ của hai sóng phân cực tròn này được tách ra. Nó cũng có thể được coi là sự căng thẳng bên ngoài có thể thay đổi góc phương vị theo hướng chiều dài sợi, có thể tạo ra sự phản chiếu vòng trên sợi. Nếu một sợi quang học bị xoắn, một ứng suất xoắn được tạo ra, dẫn đến các tính chất quang học liên quan đến biến dạng.
Lõi sợi của sợi cũng có thể được đặt dọc theo con đường xoắn ốc trong tấm ốp, để cũng có thể thu được vòng birefringence. Điều này làm cho ánh sáng di chuyển dọc theo một con đường xoắn ốc, tạo thành một vòng quay quang học. Birefringence có thể đạt được chỉ vì ảnh hưởng của hình học. Một sợi như vậy có thể được sử dụng như một sợi chế độ duy nhất, và nó sẽ gây ra tổn thất tương đối cao ở chế độ đặt hàng cao.
Sợi PM hình khuyên với cấu trúc lõi sợi lỏng có thể được sử dụng trong lĩnh vực cảm biến hiện tại theo Faraday Effect. Sợi quang học có thể được thực hiện bằng cách sử dụng que lưỡng kim và ống preformed, mà quay các ống preformed để tạo thành xoắn ốc trong quá trình vẽ sợi.
Sợi PM tuyến tính
Có hai loại sợi PM tuyến tính chính, cụ thể là loại phân cực đơn và loại lưỡng phân. So với hai chế độ phân cực cơ bản, đặc điểm chính của chế độ phân cực đơn là nó có mất truyền dẫn lớn. Đối với các loại sợi birefringence, các hằng số lan truyền giữa hai chế độ phân cực trong chế độ dao động chính rõ ràng là khác nhau. Nhiều thiết kế sợi quang học có thể được sử dụng để duy trì phân cực tuyến tính, sẽ được thảo luận sau.
Khe cạnh và đường hầm cạnh tuyến tính sợi PM
Sợi khe cạnh tích hợp hai khe với chỉ số khúc xạ thấp hơn chỉ số ốp. Các khe được đặt trên hai mặt của lõi sợi trung tâm. Loại sợi này có phân bố chỉ số khúc xạ hình chữ W dọc theo trục X và phân bố chỉ số khúc xạ bước dọc theo trục Y. Sợi đường hầm cạnh là một ví dụ đặc biệt về cấu trúc khe cạnh. Trong các sợi PM tuyến tính này, sự bất đẳng hướng hình học được đưa vào lõi sợi để có được các sợi lưỡng tính.
Sợi PM tuyến tính với các thành phần nhấn mạnh
Một phương pháp hiệu quả để giới thiệu birefringence cao vào sợi là để giới thiệu sự căng thẳng không thống nhất với đối xứng hình học đôi vào lõi sợi. Là kết quả của hiệu ứng đàn hồi ảnh, ứng suất thay đổi chỉ số khúc xạ của lõi sợi, có thể được quan sát thấy thông qua mô hình phân cực dọc theo trục sợi cũng như kết quả của sự lưỡng xạ. Sự căng thẳng cần thiết có thể thu được bằng cách sử dụng hai thành phần căng thẳng như nhau và độc lập (SAPs) nằm ở vùng ốp đối diện với lõi sợi. Do đó, miễn là chỉ số khúc xạ của SAPs thấp hơn hoặc bằng chỉ số khúc xạ của tấm ốp, sẽ không có chế độ dao động thứ cấp thông qua SAPs.
Các hình dạng phổ biến nhất được sử dụng cho SAPs là hình dạng nơ và hình tròn. Những sợi này được gọi là bow-tie và sợi gấu trúc tương ứng. Các mặt cắt ngang của hai sợi này được hiển thị trong hình dưới đây. Các birefringence phương thức được sử dụng trong các sợi đại diện cho hình học và căng thẳng gây ra birefringence. Các birefringence hình học là rất nhỏ và có thể được bỏ qua cho các sợi lõi tròn. Nó đã được chỉ ra rằng sự birefringence của các lõi sợi có thể được cải thiện khi SAPs được đặt gần lõi sợi, nhưng nó phải được đặt rất gần với lõi sợi để không có sự gia tăng mất chất xơ, đặc biệt là nếu vật liệu trên SAPs không phải là silicon dioxide. Panda sợi đã được cải thiện để đạt được chế độ cao hơn birefringence, mất rất thấp và crosstalk thấp.
Mẹo: Hiện nay, sợi PM phổ biến nhất trong ngành là sợi Panda tròn. Sợi gấu trúc một trong nhiều lợi thế so với các sợi PM khác là kích thước sợi và khẩu độ số so với các sợi một chế độ thông thường. Đảm bảo tổn thất tối thiểu trên thiết bị khi sử dụng cả hai loại ánh sáng.
Sợi PM tuyến tính với cấu trúc elip
Nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên được đề xuất về các sợi phân cực đơn mất mát thấp thực tế trên ba loại cấu trúc quang học đã được thực hiện: lõi elip, ốp elip và sợi lớp phủ elip elip. Các nghiên cứu ban đầu của cáp lõi sợi elip liên quan đến việc tính toán phân cực birefringence. Trong giai đoạn đầu tiên, ống dẫn sóng điện môi hình chữ nhật được sử dụng để ước tính độ lệch của sợi lõi elip. Trong thí nghiệm sử dụng sợi PM lần đầu tiên, một loại sợi có lõi sợi hình quả tạ đã được sản xuất. Chiều dài đánh bại phân cực có thể được giảm bằng cách tăng sự khác biệt chỉ số khúc xạ của lõi sợi ốp. Tuy nhiên, do hạn chế ứng dụng thực tế, không thể tăng chênh lệch chỉ số khúc xạ quá nhiều. Tăng chênh lệch chỉ số khúc xạ dẫn đến tổn thất truyền dẫn, và nối trở nên khó khăn hơn vì bán kính lõi phải được giảm. Giá trị birefringence điển hình cho sợi elip cao hơn so với sợi ốp elip. Nhưng sự mất mát của lõi sợi elip cao hơn so với sợi ốp elip.
Sợi PM tuyến tính với điều chế chỉ số khúc xạ
Đối với một sợi phân cực đơn phân lập bước sóng cắt của hai dao động góc phải, một phương pháp để tăng chiều rộng dải tần số của nó là chọn phân bố chỉ số khúc xạ chỉ cho phép một trạng thái phân cực ở trạng thái cắt. Có thể đạt được độ phản xạ cao bằng cách giới thiệu điều chế góc cạnh với chỉ số ốp bên trong của sợi mặt cắt ngang hình elip ba lớp. Trong nghiên cứu về các sợi quang học mặt cắt ngang hình elip ba lớp, một cách tiếp cận nhiễu loạn được áp dụng, trong đó ống dẫn sóng lõi sợi hình chữ nhật được giả định là cấu trúc tham chiếu. Trong hoạt động phân cực duy nhất, các thử nghiệm lưỡng xạ trên ba lớp sợi hình elip cho thấy điều chế góc thích hợp của chỉ số ốp bên trong có thể tăng cường độ phản xạ hai chiều và mở rộng phạm vi bước sóng.
Phân bố chỉ số khúc xạ được gọi là cấu hình bướm. Đây là một đường viền W bất đối xứng, bao gồm lõi sợi nhất quán và ốp xung quanh lõi sợi. Trong tấm ốp, đường viền có giá trị tối đa là NCL, và thay đổi trở lên trong bán kính và góc, và có điều kiện giảm dần tối đa dọc theo trục X. Có hai thuộc tính của hình dạng này để nhận ra chế độ duy nhất hoạt động phân cực duy nhất. Đầu tiên, hình dạng là không đối xứng, mà sẽ làm cho các hằng số lan truyền của hai chế độ chính của dao động ở góc bên phải khác nhau, và thứ hai, sự suy giảm trong lâu đài đảm bảo rằng mỗi chế độ có một bước sóng cắt. Sợi bướm có độ dẫn điện yếu, vì vậy câu trả lời cho phương trình sóng vô hướng có thể được sử dụng để xác định trường chế độ và hằng số lan truyền. Câu trả lời liên quan đến các hàm lượng giác và hàm Mathieu, được sử dụng để giải thích mối tương quan của tọa độ ngang trong tấm ốp của lõi sợi. Các chức năng này không phải là trực giao với nhau, đòi hỏi một tập hợp vô hạn các chức năng để giải thích cho các lĩnh vực phương thức trong các khu vực khác nhau và để đáp ứng các điều kiện ranh giới. Đồ thị hai khúc xạ hình học kết quả, so với tần số V tiêu chuẩn, cho thấy mức độ mà chỉ số khúc xạ giảm dọc theo trục X làm tăng sự bất đối xứng, do đó làm tăng các giá trị tối đa và V của độ khúc xạ hai chiều. Giá trị đỉnh của birefringence là đặc trưng của sợi không tròn. Chế độ birefringence có thể được cải thiện bằng cách giới thiệu bất đẳng hướng vào chất xơ. Đối với bất đẳng hướng, nó có thể đạt được bằng cách gán các phân bố chỉ số khúc xạ khác nhau cho hai phân cực của một chế độ. Birefringence hình học là ít hơn birefringence bất đẳng hướng. Tuy nhiên, sự sụt giảm trong ốp hình dạng bướm có thể cung cấp phân cực kép cho bước sóng cắt chế độ chính dao động, được ngăn cách bởi một cửa sổ bước sóng trong đó có thể đạt được hoạt động chế độ đơn phân cực duy nhất.
