Ievads polarizācijā
Gaismai ejot cauri telpas punktam, oscilējošā elektriskā lauka virziens un amplitūda laika gaitā pārvietojas pa ceļu. Elektromagnētiskā lauka vektors, kas atrodas taisnā leņķī viens pret otru šķērsgriezumā (plakne, kas ir perpendikulāra virziena virzienam), attēlo polarizēta gaismas viļņa signālu. Polarizāciju nosaka, izmantojot elektriskā lauka vektoru kā laika funkciju, saskaņā ar šķērsgriezuma modeli. Polarizāciju var iedalīt lineārā, eliptiskā vai cirkulārā polarizācijā, no kurām lineārā polarizācija ir visvienkāršākā. Jebkāda veida polarizācija ir optiskās šķiedras pārraides problēma.
Jebkura radiosakaru un optisko šķiedru mērīšanas sistēma ir ierīce, kas spēj analizēt divu veidu gaismas viļņu traucējumus. Mēs nevaram izmantot traucējumu sniegto informāciju, ja vien kombināciju amplitūdas laika gaitā nepaliek stabilas, tas ir, gaismas viļņi atrodas vienā un tajā pašā polarizācijas stāvoklī. Šajā gadījumā ir jāizmanto optiskās šķiedras, kas spēj pārraidīt stabilus polarizācijas stāvokļus. Tātad, lai atrisinātu šo problēmu,optiskās šķiedrastika izstrādāti, kas var uzturēt polarizāciju.
Kas ir PM šķiedra?
Gaismas polarizācijas izkliede šķiedrā kļūst nekontrolējama (atkarībā no viļņa garuma) un ir atkarīga no jebkuras šķiedras lieces, kā arī temperatūras stāvokļa. Lai sasniegtu vēlamās optiskās īpašības, ir nepieciešamas īpašas optiskās šķiedras, kuras ietekmē gaismas polarizācija, tai ejot cauri šķiedrai. Daudzām sistēmām, piemēram, šķiedru interferometriem un sensoriem, šķiedru lāzeriem un elektrooptiskajiem modulatoriem, ir arī no polarizācijas atkarīgi zudumi, kas ietekmē sistēmas veiktspēju. Šo problēmu var atrisināt, izmantojot īpašas optiskās šķiedras, ko sauc par PM šķiedrām.
PM šķiedras princips
Ja šķiedrā izstarotās gaismas polarizācija ir koaksiāla ar abpusējās laušanas asi, tā tāda paliks arī tad, ja šķiedra ir saliekta. Saskaņā ar vienota režīma savienojuma principu var saprast šīs parādības fizisko principu. Spēcīgās divkāršās laušanas fenomena dēļ abu polarizācijas režīmu izplatīšanās konstantes ir atšķirīgas, tāpēc iesaistīto režīmu relatīvajai satiksmei ir tendence strauji novirzīties. Tāpēc, ja vien jebkādiem traucējumiem gar gaismu ir efektīva telpiskā Furjē komponente (un viļņa numurs, kas atbilst starpībai starp divu režīmu izplatīšanās konstantēm), to var efektīvi saskaņot ar abiem režīmiem. Ja starpība ir pietiekami liela, vispārējie gaismas traucējumi mainīsies pakāpeniski un lēni, lai panāktu efektīvu režīma savienojumu. Tātad PM šķiedras princips ir pietiekami atšķirīgs.
Viens no visizplatītākajiem optisko šķiedru tālsatiksmes sakaru lietojumiem, PM šķiedra tiek izmantota, 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 izvairītos no lēnas ass un ātrās ass režīmu pārraidīšanas, kuros izejas polarizācijas stāvoklis ir neparedzams.
Tā paša iemesla dēļ elektriskais lauks iekšāoptiskā šķiedraprecīzi un precīzi jāsaskaņo ar optiskās šķiedras galveno asi (kas rūpnieciskajā praksē parasti ir lēnā ass). Ja PM šķiedras ceļa kabelis sastāv no segmentētām šķiedrām, kas savienotas ar šķiedru savienotājiem vai savienošanas savienojumiem, šķiedru rotācijas un pozicionēšanas saskaņošana ir ļoti būtiska problēma. Turklāt savienotājs ir jāuzstāda uz PM šķiedras, un savienotāja uzstādīšanas laikā radītais iekšējais spriegums neizraisīs elektriskā lauka projicēšanu uz optiskās ass, kas netiek izmantota šķiedrai.
PM šķiedras pielietojumi
PM šķiedras tiek izmantotas vietās, kur nav pieļaujama polarizācijas novirze, piemēram, temperatūras izmaiņas. To piemēri ir šķiedru interferometri un daži šķiedru lāzeri. Šādu šķiedru izmantošanas trūkums ir tāds, ka tām parasti ir nepieciešama precīza polarizācijas orientācija, kas var radīt vairāk problēmu. Tajā pašā laikā izplatīšanās zudumi ir lielāki nekā standarta optiskajām šķiedrām, un ir grūti noturēt visu veidu optiskās šķiedras polarizāciju saglabājošā formā.
PM šķiedras tiek izmantotas īpašos lietojumos, piemēram, šķiedru sensoros, interferometrijā un kvantu atslēgu sadalījumā. To parasti izmanto arī tālsatiksmes sakaros starp lāzera ģeneratoriem un modulatoriem, kuru ievadei nepieciešama polarizēta gaisma. To reti izmanto tālsatiksmes pārraidei, jo PM šķiedra ir ļoti dārga un tai ir augstāks vājinājums nekā vienmoda šķiedrai.
Prasības PM šķiedras izmantošanai
Terminālis: ja PM šķiedras spaile ir optiskais savienotājs, ir svarīgi savienot sprieguma stieni ar savienotāju, parasti ar atslēgu.
Savienošana: PM šķiedru savienošana arī jāveic ļoti uzmanīgi. Kad šķiedra ir sapludināta, X, Y un Z asīm jābūt labi novietotām, un rotācijas pozicionēšanai jābūt labi novietotai, lai sprieguma stieni varētu precīzi novietot.
Vēl viena prasība ir tāda, ka krītošajam stāvoklim šķiedras galā jāatbilst šķērsvirziena galvenās ass virzienam.šķiedrašķērsgriezums.
