مقدمة في الاستقطاب
عندما يمر الضوء عبر نقطة في الفضاء، ينتقل اتجاه و اتساع المجال الكهربائي المتذبذب على طول المسار بمرور الوقت. يمثل متجه المجال الكهرومغناطيسي في الزوايا اليمنى لبعضها البعض في قسم مستعرض (عمودي على مستوى الاتجاه المتقدم) إشارة موجة ضوئية مستقطبة. يتم تعريف الاستقطاب باستخدام متجه الحقل الكهربائي كدالة للوقت ، وفقًا للنمط المتبع عبر المقطع المقطعي. يمكن تقسيم الاستقطاب إلى استقطاب خطي أو بيضاوي أو دائري، يكون الاستقطاب الخطي أبسطه. الاستقطاب من أي نوع هو مشكلة في انتقال الألياف البصرية.
أي اتصال لاسلكي ونظام قياس الألياف البصرية هو جهاز قادر على تحليل التداخل بين نوعين من موجات الضوء. لا يمكننا استخدام المعلومات التي يقدمها التدخل ما لم تظل السعات في المجموعات مستقرة بمرور الوقت ، أي أن موجات الضوء في نفس حالة الاستقطاب. في هذه الحالة من الضروري استخدام الألياف البصرية القادرة على نقل حالات الاستقطاب المستقر. حتى من أجل حل هذه المشكلة، وضعت الألياف البصرية التي يمكن الحفاظ على الاستقطاب.
ما هي ألياف PM؟
يصبح انتشار استقطاب الضوء في الألياف غير منضبط (اعتمادًا على الطول الموجي) ويعتمد على أي ثني للألياف وكذلك حالة درجة الحرارة. هناك حاجة إلى ألياف بصرية خاصة لتحقيق الخصائص البصرية المطلوبة ، والتي تتأثر باستقطاب الضوء أثناء مروره عبر الألياف. العديد من الأنظمة، مثل أجهزة قياس التداخل والألياف وأجهزة الاستشعار، وأشعة الليزر الألياف، والتضمينات الكهربائية البصرية، أيضاً، لها خسائر تعتمد على الاستقطاب وتؤثر على أداء النظام. يمكن حل هذه المشكلة باستخدام ألياف بصرية خاصة تسمى ألياف PM.
مبدأ الألياف PM
إذا كان الاستقطاب من الضوء المنبعث في الألياف هو محوري مع محور birefringence، فإنه سيبقى كذلك حتى لو كانت الألياف عازمة. وفقا لمبدأ اقتران نمط موحدة، يمكن فهم المبدأ المادي وراء هذه الظاهرة. بسبب ال [فرسنغنسّيّرّيّةّيّرّيّة], الانتشار ثوابت من الاثنان استقطاب أوضاع مختلفة, لذلك الاجتماع نسبيّة من الأوضاع يتورّج أن ينجرف سريعا. ولذلك، طالما أن أي تداخل على طول الضوء له مكون فورير مكاني فعال (ورقم موجة يقابل الفرق بين ثوابت الانتشار في الوضعين)، يمكن مطابقته بفعالية مع كلا الوضعين. إذا كان الفرق كبير بما فيه الكفاية، فإن الاضطراب العام في ضوء تغيير تدريجيا وببطء لتحقيق اقتران وضع فعال. وبالتالي فإن مبدأ الألياف PM يجعل الفرق بما فيه الكفاية.
من بين التطبيقات الأكثر شيوعا من الألياف البصرية الاتصالات لمسافات طويلة، ويستخدم الألياف PM لإدخال الضوء من مكان إلى آخر في حالة الاستقطاب الخطي. ولتحقيق هذه النتيجة، يجب الوفاء بعدة شروط. يجب أن تكون الألياف المدخلة مستقطبة للغاية لتجنب نقل محور بطيء وأوضاع محور سريع ، حيث لا يمكن التنبؤ بحالة استقطاب الإخراج.
لنفس السبب ، يجب أن يكون المجال الكهربائي في الألياف البصرية الانحياز بدقة ودقة مع المحور الرئيسي للألياف البصرية (الذي عادة ما يكون المحور البطيء في الممارسة الصناعية). إذا كان كابل مسار الألياف PM يتكون من ألياف مجزأة متصلة بموصلات الألياف أو المفاصل الربط، مطابقة دوران الألياف وتحديد المواقع هو مشكلة حرجة جدا. بالإضافة إلى ذلك، يجب تثبيت الموصل على الألياف PM، وأثناء تثبيت الموصل، والإجهاد الداخلي ولدت لن يسبب المجال الكهربائي إلى أن تكون المسقطة على المحور البصري لا تستخدم على الألياف.
تطبيقات من الألياف PM
وتستخدم ألياف PM في المناطق التي لا يسمح فيها بالاستقطاب الانجراف، مثل التغيرات في درجة الحرارة. ومن الأمثلة على ذلك مقاييس التداخل الليفية وبعض أشعة الليزر الليفية. وعيب استخدام هذه الألياف هو أنها عادة ما تتطلب التوجه الدقيق من الاستقطاب، والتي يمكن أن تسبب المزيد من المتاعب. وفي الوقت نفسه، فإن فقدان الانتشار أعلى من فقدان الألياف البصرية القياسية، ومن الصعب الحفاظ على جميع أنواع الألياف البصرية في شكل الاحتفاظ بال استقطاب.
وتستخدم ألياف PM في تطبيقات محددة مثل تطبيقات استشعار الألياف، قياس التداخل، وتوزيع مفتاح الكم. كما أنها تستخدم عادة في الاتصالات لمسافات طويلة بين مولدات الليزر والتضمينات، والتي تتطلب ضوء الاستقطاب كمدخلات. ونادرا ما يستخدم لنقل لمسافات طويلة لأن الألياف PM مكلفة للغاية ولها التوهين أعلى من الألياف وضع واحد.
متطلبات استخدام الألياف PM
المحطة الطرفية: عندما يكون الطرفية من الألياف PM موصل بصري، من المهم توصيل قضيب الإجهاد إلى الموصل، وعادة عن طريق مفتاح.
الربط: وينبغي أيضا أن يتم الربط ألياف PM بعناية فائقة. عندما يتم تنصهر الألياف، وينبغي أن تكون محاور X، ص، وZ في وضع جيد ويجب أن يكون موضع دوران في وضع جيد بحيث يمكن وضع شريط الإجهاد بدقة.
شرط آخر هو أن شرط الحادث في نهاية الألياف يجب أن تكون متسقة مع اتجاه المحور الرئيسي عرضية من الألياف المقطع.
