Uvod u polarizaciju
Kako svjetlost prolazi kroz tačku u prostoru, smjer i amplituda oscilirajućeg električnog polja putuju duž putanje tokom vremena. Vektor elektromagnetnog polja pod pravim uglom jedan prema drugom u poprečnom presjeku (ravnina okomita na smjer napredovanja) predstavlja signal polariziranog svjetlosnog talasa. Polarizacija je definirana korištenjem vektora električnog polja kao funkcije vremena, u skladu sa uzorkom koji se prati preko poprečnog presjeka. Polarizacija se može podijeliti na linearnu, eliptičku ili kružnu polarizaciju, od kojih je linearna polarizacija najjednostavnija. Polarizacija bilo koje vrste je problem u prijenosu optičkih vlakana.
Svaki radiokomunikacijski i optički mjerni sistem je uređaj koji može analizirati smetnje između dvije vrste svjetlosnih valova. Ne možemo koristiti informacije dobijene interferencijom osim ako amplitude kombinacija ne ostanu stabilne tokom vremena, to jest, svjetlosni valovi su u istom stanju polarizacije. U ovom slučaju potrebno je koristiti optička vlakna koja mogu prenositi stabilna polarizaciona stanja. Dakle, da bi se riješio ovaj problem,optička vlaknakoji mogu održati polarizaciju razvijeni su.
Šta su PM vlakna?
Difuzija polarizacije svjetlosti u vlaknu postaje nekontrolisana (u zavisnosti od talasne dužine) i zavisi od bilo kakvog savijanja vlakna kao i od temperaturnog stanja. Za postizanje željenih optičkih svojstava potrebna su specijalna optička vlakna, na koja utiče polarizacija svjetlosti dok ona prolazi kroz vlakno. Mnogi sistemi, kao što su fiber interferometri i senzori, optički laseri i elektro-optički modulatori, takođe imaju gubitke zavisne od polarizacije koji utiču na performanse sistema. Ovaj problem se može riješiti upotrebom posebnih optičkih vlakana nazvanih PM vlakna.
Princip PM vlakana
Ako je polarizacija svjetlosti koja se emituje u vlakno koaksijalna s osi dvostrukog prelamanja, ostat će takva čak i ako je vlakno savijeno. Prema principu ujednačene sprege modova, može se razumjeti fizički princip koji stoji iza ovog fenomena. Zbog jakog fenomena dvostrukog prelamanja, konstante širenja dva polarizaciona moda su različite, tako da relativni susret uključenih modova ima tendenciju da se brzo pomjera. Stoga, sve dok bilo koja interferencija duž svjetlosti ima efektivnu prostornu Fourierovu komponentu (i talasni broj koji odgovara razlici između konstanti propagacije dva moda), može se efikasno uskladiti sa oba moda. Ako je razlika dovoljno velika, opći poremećaj u svjetlu će se postepeno i polako mijenjati kako bi se postigla efektivna sprega načina. Dakle, princip PM vlakana čini dovoljnu razliku.
Među najčešćim primjenama daljinske komunikacije optičkim vlaknima, PM vlakno se koristi za uvođenje svjetlosti s jednog mjesta na drugo u stanje linearne polarizacije. Da bi se postigao ovaj rezultat potrebno je ispuniti nekoliko uslova. Ulazno vlakno mora biti visoko polarizirano kako bi se izbjeglo prijenos režima spore ose i brze ose, u kojima je stanje polarizacije izlaza nepredvidivo.
Iz istog razloga, električno polje uoptičko vlaknomoraju biti precizno i precizno poravnati s glavnom osom optičkog vlakna (koja je obično spora osa u industrijskoj praksi). Ako se PM kabl za stazu vlakana sastoji od segmentiranih vlakana povezanih konektorima za vlakna ili spojevima za spajanje, usklađivanje rotacije i pozicioniranja vlakana je vrlo kritičan problem. Osim toga, konektor mora biti instaliran na PM vlakno, a tokom ugradnje konektora, generirani unutrašnji napon neće uzrokovati da se električno polje projektuje na optičku osu koja se ne koristi na vlaknu.
Primjena PM vlakana
PM vlakna se koriste u područjima gdje polarizacijski drift nije dozvoljen, kao što su promjene temperature. Primjeri za to su fiber interferometri i neki laseri s vlaknima. Nedostatak korištenja ovakvih vlakana je što obično zahtijevaju preciznu orijentaciju polarizacije, što može uzrokovati više problema. Istovremeno, gubici širenja su veći od onih kod standardnih optičkih vlakana, te je teško zadržati sve vrste optičkih vlakana u obliku zadržavanja polarizacije.
PM vlakna se koriste u specifičnim aplikacijama kao što su aplikacije za senzore vlakana, interferometrija i distribucija kvantne ključeve. Takođe se obično koristi u komunikaciji na daljinu između laserskih generatora i modulatora, koji zahtevaju polarizovano svetlo kao ulaz. Rijetko se koristi za prijenos na velike udaljenosti jer je PM vlakno vrlo skupo i ima veće slabljenje od single-mode vlakna.
Zahtjevi za upotrebu PM vlakana
Terminal: Kada je terminal PM vlakna optički konektor, važno je spojiti naponski štap na konektor, obično pomoću ključa.
Spajanje: Spajanje PM vlakana takođe treba obaviti veoma pažljivo. Kada je vlakno spojeno, osi X, Y i Z trebaju biti dobro pozicionirane, a rotacija mora biti dobro pozicionirana tako da šipka za naprezanje može biti precizno pozicionirana.
Drugi zahtjev je da upadni uvjet na kraju vlakna mora biti u skladu sa smjerom poprečne glavne osevlaknopresjek.
