Fibra PM rodona
El concepte de birrefringència circular es pot introduir a la fibra, de manera que els dos modes de polarització en angle recte estan polaritzats circularment en sentit horari i en sentit contrari a la fibra -- l'anomenada fibra PM circular. La manera més comuna d'aconseguir la birrefringència de l'anell en una fibra òptica circular (simètrica axial) és torçar la fibra, la qual cosa produeix una diferència en les constants de propagació entre el mode principal oscil·lant de polarització circular en sentit horari i antihorari. Així, els modes d'aquestes dues ones polaritzades circularment estan desacoblats. També es pot considerar que la tensió externa pot canviar l'angle azimut en la direcció de la longitud de la fibra, cosa que pot generar birrefringència de l'anell a la fibra. Si es retorça una fibra òptica, es genera una tensió de torsió, donant lloc a propietats òptiques associades a la distorsió.
El nucli de fibra de la fibra també es pot col·locar al llarg del camí en espiral del revestiment, de manera que també es pot obtenir la birrefringència de l'anell. Això fa que la llum viatgi al llarg d'un camí en espiral, formant una rotació òptica. La birrefringència només es pot aconseguir gràcies a la influència de la geometria. Aquesta fibra es pot utilitzar com a fibra de mode únic i provocarà pèrdues relativament elevades en mode d'ordre alt.
La fibra PM anular amb estructura de nucli de fibra helicoïdal es pot utilitzar en el camp de la detecció de corrent segons l'efecte Faraday. Les fibres òptiques es poden fer utilitzant barres bimetàl·liques i tubs preformats, que fan girar els tubs preformats per formar espirals durant el tret de la fibra.
Fibra PM lineal
Hi ha dos tipus principals de fibra PM LINEAL, és a dir, el tipus de polarització única i el tipus de birrefringència. En comparació amb els dos modes de polarització bàsics, la característica principal del mode de polarització única és que té una gran pèrdua de transmissió. Per als tipus de fibra de birrefringència, les constants de propagació entre els dos modes de polarització en el mode principal d'oscil·lació són òbviament diferents. Es poden utilitzar diversos dissenys de fibra òptica per mantenir la polarització lineal, que es comentarà més endavant.
Ranures de vora i túnels de vora fibra PM lineal
La fibra de ranura de vora integra dues ranures amb un índex de refracció inferior a l'índex de revestiment. Les ranures es troben a dos costats del nucli central de fibra. Aquest tipus de fibra té una distribució de l'índex de refracció en forma de W al llarg de l'eix X i una distribució de l'índex de refracció esglaonada al llarg de l'eix Y. La fibra de túnel de vora és un exemple especial d'estructura de ranura de vora. En aquestes fibres PM lineals, s'introdueix anisotropia geomètrica al nucli de la fibra per obtenir fibres de birrefringència.
Fibra PM lineal amb components tensats
Un mètode eficaç per introduir una alta birrefringència a la fibra és introduir la tensió no uniforme amb doble simetria geomètrica al nucli de la fibra. Com a resultat de l'efecte fotoelàstic, l'estrès canvia l'índex de refracció del nucli de la fibra, que es pot observar a través del patró de polarització al llarg de l'eix de la fibra, així com els resultats de la birrefringència. La tensió requerida es pot obtenir utilitzant dos components d'esforç igual i independent (SAP) situats a la regió de revestiment oposada al nucli de fibra. Per tant, sempre que l'índex de refracció dels SAP sigui inferior o igual a l'índex de refracció del revestiment, no hi haurà un mode d'oscil·lació secundari a través dels SAP.
Les formes més habituals que s'utilitzen per als SAP són la forma de corbata i el cercle. Aquestes fibres s'anomenen fibres de corbata i panda respectivament. Les seccions transversals d'aquestes dues fibres es mostren a la figura següent. La birrefringència modal utilitzada en aquestes fibres representa la birrefringència geomètrica i induïda per l'estrès. La birrefringència geomètrica és molt petita i es pot ignorar per a la fibra del nucli circular. S'ha demostrat que la birrefringència d'aquests nuclis de fibra es pot millorar quan els SAP es col·loquen a prop del nucli de la fibra, però s'ha de col·locar molt a prop del nucli de la fibra perquè no hi hagi un augment de la pèrdua de fibra, especialment si el material en el SAP no és diòxid de silici. La fibra Panda s'ha millorat per aconseguir una birrefringència de mode més alta, pèrdues molt baixes i poca diafonia.
Consell: actualment, el PM més popularfibraa la indústria és la fibra rodona Panda. La fibra Panda, un dels molts avantatges respecte a altres fibres PM és la mida de la fibra i l'obertura numèrica en comparació amb les fibres convencionals d'un sol mode. S'assegura una pèrdua mínima del dispositiu quan s'utilitzen ambdós tipus de llum.
Fibra PM lineal amb estructura el·líptica
S'ha dut a terme el primer estudi experimental proposat de fibres pràctiques d'una sola polarització de baixes pèrdues sobre tres tipus d'estructures òptiques: nucli el·líptic, revestiment el·líptic i fibra de funda el·líptica. La investigació primerenca del cable de nucli de fibra el·líptica implica el càlcul de la birrefringència de polarització. En la primera etapa, s'utilitza la guia d'ones dielèctrica rectangular per estimar la birrefringència de la fibra del nucli el·líptic. En l'experiment d'utilitzar fibra PM per primera vegada, es va fabricar una mena de fibra amb nucli de fibra en forma de manuelles. La longitud del ritme de polarització es pot reduir augmentant la diferència d'índex de refracció del revestiment del nucli de fibra. Tanmateix, a causa de les limitacions pràctiques d'aplicació, no és possible augmentar massa la diferència d'índex de refracció. L'augment de la diferència d'índex de refracció provoca pèrdues de transmissió i l'empalmament es fa més difícil perquè s'ha de reduir el radi del nucli. El valor de birrefringència típic de la fibra el·líptica és superior al de la fibra de revestiment el·líptic. Però la pèrdua del nucli de fibra el·líptica és superior a la del revestiment el·lípticfibra.
Fibra PM lineal amb modulació d'índex de refracció
Per a una fibra unipolaritzada que aïlla la longitud d'ona de tall de dues oscil·lacions d'angle recte, un mètode per augmentar l'amplada de la seva banda de freqüència és seleccionar una distribució d'índex de refracció que només permeti que un estat de polarització estigui al tall. L'alta birrefringència es pot aconseguir introduint una modulació angular a l'índex de revestiment interior de la fibra de secció transversal el·líptica de tres capes. En l'estudi de fibres òptiques de secció transversal el·líptica de tres capes, s'adopta un enfocament de pertorbació, en el qual s'assumeix la guia d'ona rectangular del nucli de fibra com a estructura de referència. En operació de polarització única, les proves de birrefringència en tres capes de fibra el·lipsoïdal mostren que la modulació angular adequada de l'índex de revestiment interior pot millorar la birrefringència i ampliar el rang de longitud d'ona.
La distribució de l'índex de refracció s'anomena perfil de papallona. Es tracta d'un contorn W asimètric, que es compon d'un nucli de fibra consistent i el revestiment que envolta el nucli de fibra. En el revestiment, el contorn té el valor màxim de NCL i canvia cap amunt en radi i angle, i té la condició màxima descendent al llarg de l'eix X. Hi ha dues propietats d'aquesta forma per realitzar una operació de polarització única d'un mode. En primer lloc, la forma és asimètrica, cosa que farà que les constants de propagació dels dos modes principals d'oscil·lació en angle recte siguin diferents i, en segon lloc, l'atenuació dins del castell garanteix que cada mode tingui una longitud d'ona de tall. Les fibres de papallona tenen una conductivitat feble, de manera que la resposta a l'equació d'ona escalar es pot utilitzar per determinar el camp de mode i la constant de propagació. La resposta es refereix a les funcions trigonomètriques i a les funcions de Mathieu, que s'utilitzen per explicar la correlació de coordenades transversals en el revestiment delnucli de fibra. Aquestes funcions no són ortogonals entre si, que requereixen un conjunt infinit de funcions per tenir en compte els camps modals en diferents regions i per satisfer les condicions de contorn. El gràfic de birrefringència geomètrica resultant, en comparació amb la freqüència estàndard V, mostra que el grau en què l'índex de refracció disminueix al llarg de l'eix X augmenta l'asimetria, augmentant així els valors màxim i V de la birrefringència. El valor màxim de la birrefringència és característic de les fibres no circulars. La birrefringència del mode es pot millorar introduint anisotropia a la fibra. Per a l'anisotropia, es pot aconseguir assignant diferents distribucions d'índex de refracció a les dues polaritzacions d'un mode. La birrefringència geomètrica és menor que la birrefringència anisòtropa. Tanmateix, la caiguda del revestiment en forma de papallona pot proporcionar una polarització doble a la longitud d'ona de tall del mode principal oscil·lant, que està separada per una finestra de longitud d'ona en la qual és possible aconseguir un funcionament en mode únic de polarització única.
