Определение: Волокно с сохранением поляризации — это специальные оптические волокна с сильным встроенным двойным лучепреломлением, сохраняющие правильно ориентированную линейную поляризацию входного луча.

Принцип волокон, сохраняющих поляризацию

Оптические волокна всегда демонстрируют некоторую степень двойного лучепреломления, даже если они имеют круглую симметрию, потому что на практике всегда существует некоторое механическое напряжение или другой эффект, нарушающий симметрию. Как следствие, поляризация света, распространяющегося в волокне, постепенно изменяется неконтролируемым (и зависящим от длины волны) образом, который также зависит от любого изгиба волокна и от его температуры.

Упомянутая проблема может быть решена путем использования сохраняющего поляризацию волокна, которое не является волокном без двойного лучепреломления, а, наоборот, специальным волокном с сильным встроенным двулучепреломлением (волокно с высоким двулучепреломлением или волокно HIBI, PM волокно). При условии, что поляризация света, пущенного в волокно, совмещена с одной из осей двойного лучепреломления, это состояние поляризации будет сохраняться даже при изгибе волокна. Физический принцип, лежащий в основе этого, можно понять с точки зрения когерентной связи мод. Постоянные распространения двух поляризационных мод различны из-за сильного двойного лучепреломления, так что относительная фаза таких совместно распространяющихся мод быстро дрейфует. Следовательно, любое возмущение вдоль волокна может эффективно связывать обе моды только в том случае, если оно имеет значительную пространственную фурье-компоненту с волновым числом, которое соответствует разнице постоянных распространения двух поляризационных мод. Если эта разница достаточно велика, обычные возмущения в волокне изменяются слишком медленно, чтобы обеспечить эффективную связь мод.

Способы реализации волокон, сохраняющих поляризацию

Обычно используемый метод создания сильного двойного лучепреломления заключается во включении двух (не обязательно цилиндрических) напрягающих стержней из модифицированного состава стекла (с разной степенью теплового расширения) в заготовку на противоположных сторонах сердцевины (рис. 1). Когда волокно вытягивается из такой заготовки, элементы напряжения вызывают некоторое механическое напряжение с четко определенной ориентацией. Другой вариант этого подхода — иметь эллиптическую оболочку из различного стекла вокруг ядра.

Рисунок 1: Волокно PANDA с ​​сохранением поляризации (слева) и волокно типа «бабочка» (справа). Встроенные стресс-элементы, изготовленные из другого типа стекла, показаны более темным серым цветом.

Другой метод заключается в использовании эллиптической сердцевины, вызывающей так называемое двойное лучепреломление формы [1]. Здесь сама эллиптическая форма, даже без какого-либо механического напряжения, создает некоторый уровень двойного лучепреломления формы.

Приложения

Волокна, сохраняющие поляризацию, применяются в устройствах, в которых нельзя допустить дрейфа состояния поляризации, например, в результате изменений температуры. Примерами являются волоконные интерферометры, волоконно-оптические гироскопы и некоторые волоконные лазеры. Недостатком использования таких волокон является то, что обычно требуется точное выравнивание направления поляризации, что делает производство более громоздким. Кроме того, потери при распространении выше, чем для стандартного волокна, и не все типы волокон легко получить в форме, сохраняющей поляризацию.

Машина для соединения волокон PM

Аппарат для сварки волокон с сохранением поляризации (PM) SHINHO S-12 оснащен новейшей технологией точного выравнивания волокон, имеет очень стабильную производительность и низкие потери при сварке, он специально разработан для Panda, галстуков-бабочек и эллиптических волокон.

Если вас интересует машина для сращивания волокон, пожалуйста, свяжитесь с Shinho Fiber Communication Co., ltd для получения дополнительной информации.