Introdução à polarização
À medida que a luz passa por um ponto no espaço, a direção e a amplitude do campo elétrico oscilante viajam ao longo de um caminho ao longo do tempo. Um vetor de campo eletromagnético perpendicular entre si em uma seção transversal (um plano perpendicular à direção de avanço) representa um sinal de onda de luz polarizada. A polarização é definida utilizando o vetor campo elétrico em função do tempo, de acordo com o padrão traçado ao longo da seção transversal. A polarização pode ser dividida em polarização linear, elíptica ou circular, das quais a polarização linear é a mais simples. Qualquer tipo de polarização é um problema na transmissão de fibra óptica.
Qualquer sistema de comunicação por rádio e medição por fibra óptica é um dispositivo capaz de analisar a interferência entre dois tipos de ondas de luz. Não podemos utilizar a informação dada pela interferência a menos que as amplitudes das combinações permaneçam estáveis ao longo do tempo, ou seja, as ondas de luz estejam no mesmo estado de polarização. Neste caso é necessário utilizar fibras ópticas capazes de transmitir estados de polarização estáveis. Então, para resolver esse problema,fibras ópticasque podem manter a polarização foram desenvolvidos.
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 curvatura da fibra, bem como do estado de temperatura. São necessárias fibras ópticas especiais para alcançar as propriedades ópticas desejadas, que são afetadas pela polarização da luz à medida que ela passa através da fibra. Muitos sistemas, como interferômetros e sensores de fibra, lasers de fibra e moduladores eletro-ópticos, também apresentam 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 birrefringência, ela permanecerá assim mesmo se a fibra for dobrada. De acordo com o princípio do acoplamento de modo uniforme, o princípio físico por trás desse fenômeno pode ser entendido. Devido ao forte fenômeno de birrefringência, as constantes de propagação dos dois modos de polarização são diferentes, de modo que o encontro relativo dos modos envolvidos tende a variar rapidamente. Portanto, desde que qualquer interferência ao longo da luz tenha um componente espacial de Fourier efetivo (e um número de onda correspondente à diferença entre as constantes de propagação dos dois modos), ela pode ser efetivamente combinada com ambos os modos. Se a diferença for grande o suficiente, a perturbação geral na luz mudará gradual e lentamente para alcançar o acoplamento de modo eficaz. Portanto, o princípio da fibra PM faz bastante diferença.
Entre as aplicações mais comuns de comunicação de longa distância por fibra óptica, a fibra PM é usada para introduzir luz de um lugar para outro no estado de polarização linear. Para alcançar este resultado, diversas condições devem ser atendidas. A fibra de entrada deve ser altamente polarizada para evitar a transmissão dos modos de eixo lento e eixo rápido, nos quais o estado de polarização de saída é imprevisível.
Pela mesma razão, o campo elétrico ema fibra ópticadeve estar alinhado com precisão e exatidão com o eixo principal de uma fibra óptica (que geralmente é o eixo lento na prática industrial). Se o cabo de fibra PM for composto de fibras segmentadas conectadas por conectores de fibra ou juntas de emenda, a rotação e o posicionamento correspondentes da fibra são 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 o desvio de polarização não é permitido, como mudanças de temperatura. Exemplos disso são interferômetros de fibra e alguns lasers de fibra. A desvantagem de usar tais fibras é que elas normalmente requerem 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 na forma de retenção de polarização.
As fibras PM são usadas em aplicações específicas, como aplicações de detecção de fibra, interferometria e distribuição quântica de chaves. Também é comumente usado em comunicações de longa distância entre geradores e moduladores de laser, 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 monomodo.
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 tensão ao conector, geralmente por meio de uma chave.
Emenda: A emenda das fibras PM também deve ser feita 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 tensão possa ser posicionada com precisão.
Outro requisito é que a condição incidente na extremidade da fibra seja consistente com a direção do eixo principal transversal da fibra.a fibracorte transversal.
