Okrugla PM vlakna
Koncept kružnog dvoloma može se uvesti u vlakno, tako da su dva pravokutna polarizacijska moda kružno polarizirana u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu u vlaknu -- takozvanom kružnom PM vlaknu. Najčešći način za postizanje dvostrukog prelamanja prstena u kružnom (aksijalno simetričnom) optičkom vlaknu je uvijanje vlakna, što proizvodi razliku u konstantama propagacije između oscilirajućeg glavnog načina kružne polarizacije u smjeru kazaljke na satu i suprotnom smjeru kazaljke na satu. Dakle, modovi ova dva kružno polarizovana talasa su odvojeni. Također se može smatrati da vanjski napon može promijeniti ugao azimuta u smjeru dužine vlakna, što može stvoriti dvostruki lom na vlaknu. Ako je optičko vlakno uvrnuto, stvara se torzijski napon, što rezultira optičkim svojstvima povezanim s izobličenjem.
Vlaknasta jezgra vlakna se također može položiti duž spiralne staze u omotaču, tako da se može dobiti i dvostruko lomljenje prstena. To uzrokuje da svjetlost putuje spiralnom putanjom, formirajući optičku rotaciju. Dvolomnost se može postići samo zbog uticaja geometrije. Takvo vlakno se može koristiti kao jednomodno vlakno, i to će uzrokovati relativno velike gubitke u načinu rada visokog reda.
Prstenasto PM vlakno sa spiralnom strukturom jezgra vlakna može se koristiti u polju senzorske struje prema Faradejevom efektu. Optička vlakna se mogu napraviti korištenjem bimetalnih šipki i unaprijed oblikovanih cijevi, koje okreću prethodno oblikovane cijevi da formiraju spirale tokom izvlačenja vlakana.
Linearno PM vlakno
Postoje dvije glavne vrste LINEAR PM vlakana, a to su jednopolarizacijski tip i tip dvoloma. U poređenju sa dva osnovna polarizaciona moda, glavna karakteristika jednog polarizacionog moda je da ima veliki gubitak prenosa. Za tipove dvolomnih vlakana, konstante širenja između dva polarizaciona moda u glavnom modu oscilovanja su očigledno različite. Višestruki dizajn optičkih vlakana može se koristiti za održavanje linearne polarizacije, o čemu će biti riječi kasnije.
Rubni prorezi i ivični tuneli linearna PM vlakna
Vlakno s rubom s prorezom integrira dva proreza s indeksom prelamanja nižim od indeksa obloge. Prorezi se nalaze na dvije strane centralnog vlaknastog jezgra. Ovaj tip vlakna ima raspodjelu indeksa prelamanja u obliku slova W duž X-ose i stepenastu raspodjelu indeksa prelamanja duž Y-ose. Rubno-tunelsko vlakno je poseban primjer strukture rubno-proreza. U ovim linearnim PM vlaknima, geometrijska anizotropija je uvedena u jezgro vlakna kako bi se dobila dvolomna vlakna.
Linearna PM vlakna sa komponentama pod naprezanjem
Efikasna metoda za uvođenje visokog dvoloma u vlakno je uvođenje neujednačenog naprezanja sa dvostrukom geometrijskom simetrijom u jezgro vlakna. Kao rezultat fotoelastičnog efekta, naprezanje mijenja indeks prelamanja jezgre vlakna, što se može promatrati kroz obrazac polarizacije duž vretena vlakna, kao i rezultate dvoloma. Potrebno naprezanje se može dobiti korištenjem dvije podjednako i nezavisno napregnute komponente (SAP) koje se nalaze u području obloge nasuprot jezgre vlakna. Stoga, sve dok je indeks prelamanja SAP-ova niži ili jednak indeksu prelamanja obloge, neće biti sekundarnog načina osciliranja kroz SAP-ove.
Najčešći oblici koji se koriste za SAP su oblik leptir mašne i krug. Ova vlakna se zovu vlakna leptir mašne i panda vlakna. Poprečni presjeci ova dva vlakna prikazani su na donjoj slici. Modalni dvolom koji se koristi u ovim vlaknima predstavlja geometrijski i naprezanjem inducirani dvolom. Geometrijski dvolom je vrlo mali i može se zanemariti za vlakno kružne jezgre. Pokazalo se da se dvolomnost ovih jezgri vlakana može poboljšati kada se SAP postavljaju blizu jezgre vlakna, ali se mora postaviti vrlo blizu jezgre vlakna kako ne bi došlo do povećanja gubitka vlakana, posebno ako je materijal na SAP nije silicijum dioksid. Panda vlakno je poboljšano kako bi se postiglo višestruko prelamanje moda, vrlo mali gubici i nisko preslušavanje.
Savjet: Trenutno najpopularniji PMvlaknau industriji je okruglo Panda vlakno. Panda vlakna jedna od mnogih prednosti u odnosu na druga PM vlakna je veličina vlakna i numerički otvor u poređenju sa konvencionalnim jednomodnim vlaknima. Minimalni gubitak na uređaju je osiguran pri korištenju oba tipa svjetla.
Linearno PM vlakno sa eliptičnom strukturom
Provedena je prva predložena eksperimentalna studija praktičnih jednopolarizacijskih vlakana s malim gubicima na tri vrste optičkih struktura: eliptičnom jezgru, eliptičnoj oblogi i eliptičnom omotaču vlakna. Rano istraživanje kabla sa jezgrom eliptičnog vlakna uključuje proračun polarizacionog dvostrukog prelamanja. U prvoj fazi, pravougaoni dielektrični talasovod se koristi za procenu dvostrukog prelamanja vlakna eliptičke jezgre. U eksperimentu korištenja PM vlakna po prvi put, proizvedena je vrsta vlakna sa jezgrom od vlakna u obliku bučice. Dužina polarizacije može se smanjiti povećanjem razlike indeksa prelamanja omotača jezgre vlakana. Međutim, zbog praktičnih ograničenja primjene, nije moguće previše povećati razliku indeksa prelamanja. Povećanje razlike indeksa prelamanja dovodi do gubitaka u prijenosu, a spajanje postaje teže jer se radijus jezgre mora smanjiti. Tipična vrijednost dvostrukog prelamanja za eliptično vlakno je veća od one za eliptično vlakno za oblaganje. Ali gubitak jezgre eliptičnog vlakna veći je nego kod eliptičnog omotačavlakna.
Linearno PM vlakno sa modulacijom indeksa prelamanja
Za jednopolarizovano vlakno koje izoluje graničnu talasnu dužinu dve oscilacije pod pravim uglom, metoda za povećanje širine frekventnog pojasa je odabir raspodele indeksa prelamanja koja dozvoljava da samo jedno polarizaciono stanje bude na granici. Visok dvolom se može postići uvođenjem kutne modulacije u indeks unutrašnje obloge troslojnog vlakna eliptičnog presjeka. U proučavanju troslojnih optičkih vlakana eliptičnog presjeka usvojen je perturbacijski pristup u kojem se kao referentna struktura pretpostavlja valovod pravokutnog jezgra vlakna. U operaciji sa jednom polarizacijom, testovi dvostrukog prelamanja na tri sloja elipsoidnog vlakna pokazuju da pravilna kutna modulacija indeksa unutrašnjeg omotača može povećati dvolom i proširiti raspon valnih dužina.
Raspodjela indeksa prelamanja naziva se profilom leptira. Ovo je asimetrična W kontura, koja se sastoji od konzistentnog vlaknastog jezgra i omotača koji okružuje jezgro vlakna. U oblogi, kontura ima maksimalnu vrijednost NCL, i mijenja se prema gore u radijusu i kutu, i ima maksimalni silazni uvjet duž X-ose. Postoje dva svojstva ovog oblika za realizaciju jednomodnog rada jedne polarizacije. Prvo, oblik je asimetričan, što će učiniti konstante propagacije dva glavna moda oscilacije pod pravim uglom različitim, a drugo, slabljenje unutar zamka osigurava da svaki mod ima graničnu valnu dužinu. Leptir vlakna imaju slabu provodljivost, tako da se odgovor na jednadžbu skalarnog talasa može koristiti za određivanje polja moda i konstante širenja. Odgovor se odnosi na trigonometrijske funkcije i Mathieuove funkcije, koje se koriste za objašnjenje korelacije poprečnih koordinata u omotačuvlakna jezgra. Ove funkcije nisu ortogonalne jedna prema drugoj, što zahtijeva beskonačan skup funkcija da bi se uzela u obzir modalna polja u različitim regijama i da bi se zadovoljili granični uvjeti. Rezultirajući geometrijski graf dvoloma, u poređenju sa standardnom frekvencijom V, pokazuje da stepen do kojeg indeks loma opada duž X-ose povećava asimetriju, čime se povećavaju maksimalne i V vrijednosti dvoloma. Vrhunska vrijednost dvoloma karakteristična je za vlakna koja nisu kružna. Dvolomnost načina rada može se poboljšati uvođenjem anizotropije u vlakno. Za anizotropiju, to se može postići dodjeljivanjem različitih distribucija indeksa prelamanja dvjema polarizacijama moda. Geometrijski dvolom manji je od anizotropnog dvostrukog prelamanja. Međutim, pad u omotaču oblika leptira može obezbijediti dvostruku polarizaciju granične valne dužine oscilirajućeg glavnog moda, koja je odvojena prozorom valne dužine u kojem je moguće postići jednopolarizacijski rad u jednom modu.
