Ievads polarizācijā
Kad gaisma iet caur kosmosa punktu, svārstīgā elektriskā lauka virziens un amplitūda laika gaitā pārvietojas pa ceļu. Elektromagnētiskā lauka vektors taisnā leņķī viens pret otru šķērsgriezumā (plakne, kas ir perpendikulāra virzības virzienam) apzīmē polarizētu gaismas viļņu signālu. Polarizāciju nosaka, izmantojot elektriskā lauka vektoru kā laika funkciju, atbilstoši šķērsgriezumā izsekotajam paraugam. Polarizāciju var iedalīt lineārā, eliptiskā vai apļveida polarizācijā, no kurām vienkāršākā ir lineārā polarizācija. Jebkāda veida polarizācija ir optisko šķiedru pārraides problēma.
Jebkura radiosakaru un optisko šķiedru mērīšanas sistēma ir ierīce, kas spēj analizēt traucējumus starp divu veidu gaismas viļņiem. Mēs nevaram izmantot traucējumu sniegto informāciju, ja vien kombināciju amplitūdas laika gaitā nav stabilas, tas ir, gaismas viļņi atrodas vienā polarizācijas stāvoklī. Šajā gadījumā ir jāizmanto optiskās šķiedras, kas spēj pārraidīt stabilus polarizācijas stāvokļus. Tātad, lai atrisinātu šo problēmu, tika izstrādātas optiskās šķiedras, kas var uzturēt polarizāciju.
Kas ir PM šķiedra?
Gaismas polarizācijas izkliede šķiedrā kļūst nekontrolēta (atkarībā no viļņa garuma) un ir atkarīga no jebkādas šķiedras lieces, kā arī no temperatūras stāvokļa. Lai sasniegtu vēlamās optiskās īpašības, kuras ietekmē gaismas polarizācija, šķērsojot šķiedru, ir nepieciešamas īpašas optiskās šķiedras. Daudzām sistēmām, piemēram, šķiedru interferometriem un sensoriem, šķiedru lāzeriem un elektrooptiskajiem modulatoriem, ir arī polarizācijas atkarīgi zudumi, kas ietekmē sistēmas darbību. Šo problēmu var atrisināt, izmantojot īpašas optiskās šķiedras, ko sauc par PM šķiedrām.
PM šķiedras princips
Ja šķiedrā izstarotās gaismas polarizācija ir koaksiāla ar divslīpuma asi, tā tā paliks arī tad, ja šķiedra ir saliekta. Saskaņā ar vienota režīma savienošanas principu var saprast šīs parādības fizisko principu. Spēcīgas abpusējās pārrāvuma parādības dēļ abu polarizācijas režīmu izplatīšanās konstantes ir atšķirīgas, tāpēc iesaistīto režīmu relatīvā sanāksme mēdz strauji novirzīties. Tāpēc, kamēr jebkuram traucējumam gar gaismu ir efektīva telpiskā Furjē sastāvdaļa (un viļņa skaitlis, kas atbilst abu režīmu izplatīšanās konstantu atšķirībai), to var efektīvi pieskaņot abiem režīmiem. Ja starpība ir pietiekami liela, vispārējie traucējumi gaismā pakāpeniski un lēnām mainīsies, lai panāktu efektīvu režīma savienojumu. Tātad PM šķiedras princips rada pietiekamu atšķirību.
Starp visizplatītākajiem optisko šķiedru tālsatiksmes lietojumiem PM šķiedru izmanto, lai gaismu no vienas vietas uz otru ievadītu lineārās polarizācijas stāvoklī. Lai sasniegtu šo rezultātu, ir jāievēro vairāki nosacījumi. Ievades šķiedrai jābūt ļoti polarizētai, lai nepārsūtītu lēnas un ātras ass režīmus, kuros izejas polarizācijas stāvoklis nav paredzams.
Šī paša iemesla dēļ elektriskajam laukam optiskajā šķiedrā jābūt precīzi un precīzi saskaņotam ar optiskās šķiedras galveno asi (kas rūpniecības praksē parasti ir lēna ass). Ja PM šķiedru ceļa kabelis sastāv no segmentētām šķiedrām, kuras savieno šķiedru savienotāji vai savienojošie savienojumi, šķiedru rotācijas un pozicionēšanas saskaņošana ir ļoti kritiska problēma. Turklāt savienotājs jāuzstāda uz PM šķiedras, un savienotāja uzstādīšanas laikā radītais iekšējais spriegums neradīs elektriskā lauka projicēšanu uz optiskās ass, kas netiek izmantota šķiedrai.
PM šķiedras pielietojums
PM šķiedras tiek izmantotas vietās, kur nav atļauta polarizācijas dreifēšana, piemēram, temperatūras izmaiņas. Piemēri tam ir šķiedru interferometri un daži šķiedru lāzeri. Šādu šķiedru izmantošanas trūkums ir tāds, ka tām parasti nepieciešama precīza polarizācijas orientācija, kas var radīt vairāk nepatikšanas. Tajā pašā laikā izplatīšanās zudums ir lielāks nekā standarta optisko šķiedru zudums, un ir grūti visu veidu optiskās šķiedras saglabāt polarizācijas saglabāšanas formā.
PM šķiedras tiek izmantotas īpašos pielietojumos, piemēram, šķiedru uztveršanas programmās, interferometrijā un kvantu atslēgu sadalījumā. To parasti izmanto arī tālsatiksmes komunikācijās starp lāzera ģeneratoriem un modulatoriem, kuriem kā ieeja nepieciešama polarizēta gaisma. To reti izmanto tālsatiksmes pārraidei, jo PM šķiedra ir ļoti dārga un tai ir lielāka vājināšanās nekā vienmodu šķiedrai.
Prasības PM šķiedras izmantošanai
Termināls: Kad PM šķiedras spaile ir optiskais savienotājs, ir svarīgi savienot spriegojuma stieni ar savienotāju, parasti izmantojot atslēgu.
Savienošana: arī PM šķiedru sadalīšana jāveic ļoti uzmanīgi. Kad šķiedra ir sapludināta, X, Y un Z asīm jābūt labi novietotām, un rotācijas pozīcijai jābūt labi novietotai, lai sprieguma stieni varētu precīzi novietot.
Vēl viena prasība ir tāda, ka šķiedras galā esošajam apstāklim jābūt saskaņotam ar šķiedras šķērsgriezuma galvenās šķērsvirziena virzienu.
