Introducció a la polarització
Quan la llum passa per un punt de l'espai, la direcció i l'amplitud del camp elèctric oscil·lant viatja al llarg d'un camí al llarg del temps. Un vector de camp electromagnètic en angle recte entre si en una secció transversal (un pla perpendicular a la direcció d'avanç) representa un senyal d'ona de llum polaritzada. La polarització es defineix utilitzant el vector de camp elèctric en funció del temps, d'acord amb el patró traçat a través de la secció transversal. La polarització es pot dividir en polarització lineal, el·líptica o circular, de les quals la polarització lineal és la més simple. La polarització de qualsevol tipus és un problema en la transmissió de fibra òptica.
Qualsevol sistema de comunicació per ràdio i mesura de fibra òptica és un dispositiu capaç d'analitzar la interferència entre dos tipus d'ones lluminoses. No podem utilitzar la informació que ens dóna la interferència a no ser que les amplituds de les combinacions es mantinguin estables en el temps, és a dir, les ones de llum estan en el mateix estat de polarització. En aquest cas cal utilitzar fibres òptiques capaces de transmetre estats de polarització estables. Per tant, per resoldre aquest problema,fibres òptiquesque poden mantenir la polarització es van desenvolupar.
Què és la fibra PM?
La difusió de la polarització de la llum a la fibra esdevé incontrolada (segons la longitud d'ona) i depèn de qualsevol flexió de la fibra així com de l'estat de temperatura. Es necessiten fibres òptiques especials per aconseguir les propietats òptiques desitjades, que es veuen afectades per la polarització de la llum a mesura que travessa la fibra. Molts sistemes, com els interferòmetres i sensors de fibra, els làsers de fibra i els moduladors electro-òptics, també tenen pèrdues dependents de la polarització que afecten el rendiment del sistema. Aquest problema es pot resoldre utilitzant fibres òptiques especials anomenades fibres PM.
El principi de la fibra PM
Si la polarització de la llum emesa a la fibra és coaxial amb un eix de birrefringència, es mantindrà encara que la fibra estigui doblegada. Segons el principi d'acoblament de mode uniforme, es pot entendre el principi físic que hi ha darrere d'aquest fenomen. A causa del fort fenomen de birrefringència, les constants de propagació dels dos modes de polarització són diferents, de manera que la reunió relativa dels modes implicats tendeix a derivar ràpidament. Per tant, sempre que qualsevol interferència al llarg de la llum tingui un component espacial de Fourier eficaç (i un nombre d'ona corresponent a la diferència entre les constants de propagació dels dos modes), es pot fer coincidir efectivament amb els dos modes. Si la diferència és prou gran, la pertorbació general de la llum canviarà gradualment i lentament per aconseguir l'acoblament del mode efectiu. Per tant, el principi de la fibra PM fa prou diferència.
Entre les aplicacions més comunes de la comunicació a llarga distància amb fibra òptica, la fibra PM s'utilitza per introduir llum d'un lloc a un altre en l'estat de polarització lineal. Per aconseguir aquest resultat, s'han de complir diverses condicions. La fibra d'entrada ha d'estar molt polaritzada per evitar la transmissió de modes d'eix lent i eix ràpid, en què l'estat de polarització de sortida és impredictible.
Per la mateixa raó, entra el camp elèctricla fibra òpticas'ha d'alinear amb precisió i precisió amb l'eix principal d'una fibra òptica (que sol ser l'eix lent en la pràctica industrial). Si el cable del camí de la fibra PM es compon de fibres segmentades connectades per connectors de fibra o juntes d'empalmament, la rotació i el posicionament de la fibra coincidents és un problema molt crític. A més, el connector s'ha d'instal·lar a la fibra PM, i durant la instal·lació del connector, la tensió interna generada no farà que el camp elèctric es projecti sobre l'eix òptic no utilitzat a la fibra.
Aplicacions de la fibra PM
Les fibres PM s'utilitzen en zones on no es permet la deriva de polarització, com ara els canvis de temperatura. Exemples d'això són els interferòmetres de fibra i alguns làsers de fibra. El desavantatge d'utilitzar aquestes fibres és que solen requerir una orientació precisa de la polarització, cosa que pot causar més problemes. Al mateix temps, la pèrdua de propagació és superior a la de les fibres òptiques estàndard i és difícil mantenir tots els tipus de fibres òptiques en forma de retenció de polarització.
Les fibres PM s'utilitzen en aplicacions específiques com ara aplicacions de detecció de fibres, interferometria i distribució de claus quàntiques. També s'utilitza habitualment en comunicacions de llarga distància entre generadors làser i moduladors, que requereixen llum polaritzada com a entrada. Poques vegades s'utilitza per a la transmissió a llarga distància perquè la fibra PM és molt cara i té una atenuació més alta que la fibra monomode.
Requisits per a l'ús de fibra PM
Terminal: quan el terminal d'una fibra PM és un connector òptic, és important connectar la barra de tensió al connector, normalment mitjançant una clau.
Empalmament: l'empalmament de fibres PM també s'ha de fer amb molta cura. Quan la fibra es fusiona, els eixos X, Y i Z han d'estar ben posicionats i el posicionament de la rotació ha d'estar ben posicionat perquè la barra d'estrès es pugui posicionar amb precisió.
Un altre requisit és que la condició incident a l'extrem de la fibra ha de ser coherent amb la direcció de l'eix principal transversal dela fibrasecció transversal.
