Introdução à polarização
À medida que a luz passa por um ponto no espaço, a direção e amplitude do campo elétrico oscilante percorre um caminho ao longo do tempo. Um vetor de campo eletromagnético em ângulos retos uns aos outros em uma seção transversal (um plano perpendicular à direção do avanço) representa um sinal de onda de luz polarizada. A polarização é definida usando o vetor de campo elétrico em função do tempo, de acordo com o padrão traçado através da seção transversal. A polarização pode ser dividida em polarização linear, elíptica ou circular, da qual a polarização linear é a mais simples. Polarização de qualquer tipo é um problema na transmissão de fibra óptica.
Qualquer sistema de comunicação por rádio e medição de fibra óptica é um dispositivo capaz de analisar interferências entre dois tipos de ondas de luz. Não podemos usar as informações dadas pela interferência a menos que as amplitudes das combinações permaneçam estáveis ao longo do tempo, ou seja, as ondas de luz estão no mesmo estado de polarização. Neste caso, é necessário utilizar fibras ópticas capazes de transmitir estados de polarização estáveis. Assim, para resolver esse problema, foram desenvolvidas fibras ópticas que podem manter a polarização.
O que é fibra pm?
A difusão da polarização da luz na fibra torna-se descontrolada (dependendo do comprimento de onda) e depende de qualquer dobra da fibra, bem como do estado de temperatura. Fibras ópticas especiais são necessárias para alcançar as propriedades ópticas desejadas, que são afetadas pela polarização da luz à medida que passa pela fibra. Muitos sistemas, como interferômetros e sensores de fibra, lasers de fibra e moduladores eletro-ópticos, também têm perdas dependentes da polarização que afetam o desempenho do sistema. Este problema pode ser resolvido usando fibras ópticas especiais chamadas fibras PM.
O princípio da fibra PM
Se a polarização da luz emitida na fibra for coaxial com um eixo de birefringência, ela permanecerá assim mesmo que a fibra seja dobrada. De acordo com o princípio do acoplamento do modo uniforme, o princípio físico por trás desse fenômeno pode ser entendido. Devido ao forte fenômeno da birefringência, as constantes de propagação dos dois modos de polarização são diferentes, de modo que o encontro relativo dos modos envolvidos tende a deriva rapidamente. Portanto, desde que qualquer interferência ao longo da luz tenha um componente espacial fourier eficaz (e um número de onda correspondente à diferença entre as constantes de propagação dos dois modos), ele pode ser efetivamente compatível com ambos os modos. Se a diferença for grande o suficiente, a perturbação geral na luz mudará gradual e lentamente para alcançar o acoplamento eficaz do modo. Então o princípio da fibra PM faz bastante diferença.
Entre as aplicações mais comuns de comunicação de fibra óptica de longa distância, a fibra PM é usada para introduzir luz de um lugar para outro no estado de polarização linear. Para alcançar esse resultado, várias condições devem ser atendidas. A fibra de entrada deve ser altamente polarizada para evitar a transmissão de eixos lentos e modos de eixo rápido, nos quais o estado de polarização da saída é imprevisível.
Pelo mesmo motivo, o campo elétrico na fibra óptica deve estar alinhado com precisão e precisão com o eixo principal de uma fibra óptica (que geralmente é o eixo lento na prática industrial). Se o cabo de caminho de fibra PM for composto de fibras segmentadas conectadas por conectores de fibra ou juntas de emenda, a combinação de rotação e posicionamento de fibras é um problema muito crítico. Além disso, o conector deve ser instalado na fibra PM, e durante a instalação do conector, o estresse interno gerado não fará com que o campo elétrico seja projetado no eixo óptico não utilizado na fibra.
Aplicações de fibra PM
As fibras pm são usadas em áreas onde a deriva de polarização não é permitida, como mudanças de temperatura. Exemplos disso são interferômetros de fibra e alguns lasers de fibra. A desvantagem de usar tais fibras é que elas geralmente requerem uma orientação precisa da polarização, o que pode causar mais problemas. Ao mesmo tempo, a perda de propagação é maior do que a das fibras ópticas padrão, e é difícil manter todos os tipos de fibras ópticas em forma de retenção de polarização.
As fibras PM são usadas em aplicações específicas, como aplicações de sensoriamento de fibras, interferometria e distribuição de chaves quânticas. Também é comumente usado em comunicações de longa distância entre geradores de laser e moduladores, que requerem luz polarizada como entrada. Raramente é usado para transmissão de longa distância porque a fibra PM é muito cara e tem uma atenuação maior do que a fibra de modo único.
Requisitos para o uso de fibra PM
Terminal: Quando o terminal de uma fibra PM é um conector óptico, é importante conectar a haste de estresse ao conector, geralmente por meio de uma chave.
Emendando: As fibras pm de splicing também devem ser feitas com muito cuidado. Quando a fibra é fundida, os eixos X, Y e Z devem estar bem posicionados e o posicionamento de rotação deve estar bem posicionado para que a barra de estresse possa ser posicionada com precisão.
Outra exigência é que a condição de incidente no final da fibra deve ser consistente com a direção do eixo principal transversal da seção transversal.
