Fibra redonda pm
O conceito de birefringência circular pode ser introduzido na fibra, de modo que os dois modos de polarização em ângulo reto são circularmente polarizados no sentido horário e anti-horário na fibra - a chamada fibra circular PM. A maneira mais comum de alcançar a birefringência do anel em uma fibra óptica circular (axially simétrica) é torcer a fibra, o que produz uma diferença nas constantes de propagação entre o modo principal oscilante de polarização circular nas direções no sentido horário e anti-horário. Assim, os modos dessas duas ondas circularmente polarizadas são dissociados. Também pode ser considerado que o estresse externo pode alterar o ângulo azimute na direção do comprimento da fibra, o que pode gerar birefringência do anel na fibra. Se uma fibra óptica for torcida, um estresse de torção é gerado, resultando em propriedades ópticas associadas à distorção.
O núcleo de fibra da fibra também pode ser colocado ao longo do caminho em espiral no revestimento, de modo que a birefringência do anel também possa ser obtida. Isso faz com que a luz viaje por um caminho em espiral, formando uma rotação óptica. A birefringência só pode ser alcançada por causa da influência da geometria. Tal fibra pode ser usada como uma fibra de modo único, e causará perda relativamente alta no modo de alta ordem.
A fibra de PM anular com estrutura do núcleo de fibra helicoidal pode ser usada no campo da corrente de sensoriamento de acordo com o Efeito Faraday. As fibras ópticas podem ser feitas usando hastes bimetálicas e tubos pré-formados, que giram os tubos pré-formados para formar espirais durante o desenho de fibras.
Fibra linear PM
Existem dois tipos principais de fibra PM LINEAR, ou seja, tipo de polarização única e tipo de birefringência. Comparado com os dois modos básicos de polarização, a principal característica do modo de polarização única é que ele tem uma grande perda de transmissão. Para os tipos de fibra de birefringência, as constantes de propagação entre os dois modos de polarização no modo principal de oscilação são obviamente diferentes. Múltiplos projetos de fibra óptica podem ser usados para manter a polarização linear, que será discutida posteriormente.
Slots de borda e túneis de borda de fibra PM linear
A fibra de slot de borda integra dois slots com um índice de refração inferior ao índice de revestimento. As ranhuras estão localizadas em dois lados do núcleo central de fibra. Este tipo de fibra tem uma distribuição de índice refrativo em forma de W ao longo do eixo X e uma distribuição de índice refrativo passo ao longo do eixo Y. A fibra do túnel de borda é um exemplo especial de estrutura de slot de borda. Nestas fibras lineares pm, a anisotropia geométrica é introduzida no núcleo de fibra para obter fibras de birefringência.
Fibra pm linear com componentes estressados
Um método eficaz para introduzir alta birefringência na fibra é introduzir o estresse não uniforme com dupla simetria geométrica no núcleo de fibra. Como resultado do efeito elástico fotográfico, o estresse altera o índice de refração do núcleo de fibra, que pode ser observado através do padrão de polarização ao longo do eixo de fibra, bem como os resultados da birefringência. O estresse necessário pode ser obtido utilizando dois componentes igualmente e independentemente estressados (SAPs) localizados na região do revestimento em frente ao núcleo de fibra. Portanto, enquanto o índice de refração de SAPs for menor ou igual ao índice de refração do revestimento, não haverá modo de oscilação secundária através de SAPs.
As formas mais comuns usadas para SAPs são a forma de gravata borboleta e o círculo. Essas fibras são chamadas de tie-laço e fibras de panda, respectivamente. As seções transversais dessas duas fibras são mostradas na figura abaixo. A bireringência modal utilizada nessas fibras representa birefringência geométrica e induzida pelo estresse. A bireringência geométrica é muito pequena e pode ser ignorada pela fibra do núcleo circular. Foi demonstrado que a birefringência desses núcleos de fibra pode ser melhorada quando os SAPs são colocados perto do núcleo de fibra, mas deve ser colocado muito perto do núcleo de fibra para que não haja aumento na perda de fibras, especialmente se o material nos SAPs não for dióxido de silício. A fibra panda foi melhorada para alcançar maior birefringência de modo, perda muito baixa e baixo crosstalk.
Dica: Atualmente, a fibra PM mais popular da indústria é a fibra redonda panda. A fibra de panda uma das muitas vantagens sobre outras fibras PM é o tamanho da fibra e a abertura numérica em comparação com as fibras convencionais de modo único. A perda mínima no dispositivo é garantida ao usar ambos os tipos de luz.
Fibra linear PM com estrutura elíptica
O primeiro estudo experimental proposto de fibras práticas de baixa perda de uma única polarização em três tipos de estruturas ópticas foi realizado: núcleo elíptico, revestimento elíptico e fibra de baia elítica. A pesquisa inicial do cabo núcleo de fibra elíptica envolve o cálculo da birefringência de polarização. No primeiro estágio, o guia de onda dielétrica retangular é usado para estimar a birefringência da fibra do núcleo elíptico. No experimento de uso de fibra PM pela primeira vez, foi fabricado um tipo de fibra com núcleo de fibra em forma de haltere. O comprimento da batida de polarização pode ser reduzido aumentando a diferença do índice de refração do revestimento do núcleo de fibra. No entanto, devido às limitações práticas de aplicação, não é possível aumentar muito a diferença do índice de refração. O aumento da diferença de índice refrativo resulta em perdas de transmissão, e o splicing torna-se mais difícil porque o raio central deve ser reduzido. O valor típico de birefringência para fibra elíptica é maior do que o da fibra de revestimento elíptico. Mas a perda de núcleo de fibra elíptica é maior do que a da fibra de revestimento elíptico.
Fibra pm linear com modulação de índice refrativo
Para uma fibra polarizada única que isola o comprimento de onda de corte de duas oscilações de ângulo reto, um método para aumentar sua largura de faixa de frequência é selecionar uma distribuição de índice refrativo que só permite que um estado de polarização esteja no ponto de corte. A alta birefringência pode ser alcançada introduzindo modulação angular ao índice de revestimento interno da fibra transversal elíptica de três camadas. No estudo de fibras ópticas transversais de três camadas, adota-se uma abordagem de perturbação, na qual o guia de ondas do núcleo de fibra retangular é assumido como a estrutura de referência. Em uma operação de polarização única, testes de birefringência em três camadas de fibra elípsoidal mostram que a modulação angular adequada do índice de revestimento interno pode aumentar a birefringência e estender a faixa de comprimento de onda.
A distribuição do índice de refração é chamada de perfil borboleta. Este é um contorno W assimétrico, que é composto por um núcleo de fibra consistente e o revestimento em torno do núcleo de fibra. No revestimento, o contorno tem o valor máximo de NCL, e muda para cima em raio e Ângulo, e tem a condição máxima de descida ao longo do eixo X. Existem duas propriedades desta forma para realizar uma operação de polarização única. Primeiro, a forma é assimétrica, o que tornará as constantes de propagação dos dois modos principais de oscilação em ângulos retos diferentes, e segundo, a atenuação dentro do castelo garante que cada modo tenha um comprimento de onda de corte. As fibras das borboletas têm uma condutividade fraca, de modo que a resposta para a equação de onda escalar pode ser usada para determinar o campo de modo e a constante de propagação. A resposta diz respeito às funções trigonométricas e às funções de Mathieu, que são usadas para explicar a correlação de coordenadas transversais no revestimento do núcleo de fibra. Essas funções não são ortogonais entre si, que requerem um conjunto infinito de funções para explicar os campos modais em diferentes regiões e satisfazer as condições de fronteira. O gráfico de birefringência geométrica resultante, comparado com a frequência padrão V, mostra que o grau em que o índice de refração diminui ao longo do eixo X aumenta a assimetria, aumentando assim os valores máximos e V da birefringência. O valor máximo da birefringência é característico de fibras não circulares. A birefringência do modo pode ser melhorada introduzindo anisotropia na fibra. Para anisotropia, pode ser alcançado atribuindo diferentes distribuições de índices de refração às duas polarizações de um modo. A bireringência geométrica é menor que a bireringência anisotropica. No entanto, a queda no revestimento em forma de borboleta pode fornecer dupla polarização ao comprimento de onda de corte do modo principal oscilante, que é separado por uma janela de comprimento de onda na qual é possível alcançar uma única polarização de um único modo de operação.
