في عالم الألياف الضوئية، حيث يلتقي الضوء، الدقة، والإمكانيات اللانهائية،التحكم في حالة الاستقطاب للإشارات الضوئية أصبح أكثر من مجرد شرط تقني إنه مفتاح لفتح الأداء المتفوق والابتكار الرائد.
في الاتصالات بالألياف البصرية، تلعب حالة الاستقطاب للإشارات الضوئية دوراً حاسماً،تعمل كموصل غير مرئي يؤثر على أداء المكونات الرئيسية بما في ذلك مقاييس التداخل، أجهزة استشعار، ألياف الليزر، ومعدات الكهرباء البصرية.
يمكن أن تنتج مقاييس التداخل بالألياف البصرية، القادرة على اكتشاف التغيرات الدقيقة لقياسات عالية الدقة، نتائج خاطئة إذا أصبح استقطاب الضوء غير مستقر. وبالمثل،أجهزة استشعار الألياف البصرية التي تكتشف التغيرات البيئية مثل درجة الحرارة، الضغط والإجهاد قد يؤدي إلى قياسات غير دقيقة عندما تتقلب حالات الاستقطاب.
يؤثر أداء أشعة الليزر المكونات الأساسية لأنظمة الاتصالات بشكل مباشر على استقرار الاستقطاب.والتي تتحكم في إشارات الضوء على أساس المدخلات الكهربائية، تعاني أيضا من انخفاض الكفاءة عندما يصبح الاستقطاب غير مستقر.
يظهر الضوء المستقطب في ثلاثة أشكال أساسية:
نسبة انقراض الاستقطاب (PER) بمثابة مقياس حاسم لتقييم نقاء الاستقطاب الخطي. يتم قياسها عن طريق تدوير جهاز الاستقطاب أثناء مراقبة كثافة الضوء المنقول ،يتم حساب PER على أنه 10 log (Pmax/Pmin)، حيث P يمثل الطاقة في الميليواط.
الألياف البصرية القياسية تغير بشكل طبيعي استقطاب الضوء من خلال الانحناء أو التواء، مع اضطرابات خارجية مثل تغيرات درجة الحرارة تسبب المزيد من عدم الاستقرار.هذا يمثل تحديات كبيرة للتطبيقات التي تتطلب انتاج الاستقطاب الثابت.
الألياف التي تحافظ على الاستقطاب (PM) تتعامل مع هذه التحديات من خلال تصاميم متخصصة تخلق محاور سريعة وبطيئة متميزة. عندما يتم محاذاة الضوء بشكل صحيح مع أي من المحاور،الألياف تحافظ على الاستقطاب حتى تحت الضغطيمكن أن تحافظ أجهزة القفز الحديثة ذات الألياف PM التي يبلغ طولها 1 متر على نسبة انقراض الاستقطاب تتجاوز 30 ديسيبل عند طول الموجة 1550 نانومتر.
تتطلب الأداء الأمثل لألياف PM محاذاة دقيقة بين استقطاب الضوء ومحور الألياف البطيء. تحقيق نسب الانقراض فوق 20 ديسيبل يتطلب محاذاة زاوية في غضون 6 درجات ،في حين أن أداء 30 ديسيبل يتطلب الفرعية 1دقة 0.8 درجة
تتضمن إعدادات المواءمة القياسية أشعة ليزر، وأجهزة الضوء المقابلة، وألياف PM، ومحركات الاستقطاب الدوارة، ومقاييس الطاقة البصرية. وتتضمن العملية:
خصائص مصدر الضوء تؤثر بشكل كبير على القياسات. في حين أن المصادر غير المتماسكة توفر قياسات PER مستقرة،المصادر المتماسكة قد تعطي نتائج مضللة بسبب تأثيرات التداخل بين مكونات المحور السريع والبطيء.
بالنسبة للتطبيقات الحساسة للاستقطاب ، يجب أن تحتوي مصادر الضوء المثالية على:
للقضاء على أخطاء القياس الناجمة عن التماسك ، يجب على الفنيين تطبيق ضغط خاضع للسيطرة على الألياف أثناء المحاذاة ، عادةً عن طريق ثني الألياف أو لفها حول القضيب.
يستخدم مكونات PM تصاميم متخصصة للحفاظ على المحاذاة الزاوية ، مع معيارين مشتركين لـ APC:
يستخدم معظم الشركات المصنعة الآن أحذية أو علامات أزرق لتمييز موصلات PM عن الإصدارات القياسية ذات الوضع الواحد.يقترح البعض أنظمة الحفر ✓حفرة واحدة لمفاتيح ضيقة وحفرة مزدوجة لمفاتيح واسعة.
مع تقدم تكنولوجيا الألياف الضوئية، سيؤدي التحكم في الاستقطاب دورًا حيويًا بشكل متزايد في:
مع الاهتمام المناسب بالتفاصيل والمعدات البسيطة نسبيا، تقنية الألياف التي تحافظ على الاستقطاب توفر إمكانات هائلة للجيل القادم من الأنظمة البصرية عبر الاتصالات،استشعار، وتطبيقات الليزر.
في عالم الألياف الضوئية، حيث يلتقي الضوء، الدقة، والإمكانيات اللانهائية،التحكم في حالة الاستقطاب للإشارات الضوئية أصبح أكثر من مجرد شرط تقني إنه مفتاح لفتح الأداء المتفوق والابتكار الرائد.
في الاتصالات بالألياف البصرية، تلعب حالة الاستقطاب للإشارات الضوئية دوراً حاسماً،تعمل كموصل غير مرئي يؤثر على أداء المكونات الرئيسية بما في ذلك مقاييس التداخل، أجهزة استشعار، ألياف الليزر، ومعدات الكهرباء البصرية.
يمكن أن تنتج مقاييس التداخل بالألياف البصرية، القادرة على اكتشاف التغيرات الدقيقة لقياسات عالية الدقة، نتائج خاطئة إذا أصبح استقطاب الضوء غير مستقر. وبالمثل،أجهزة استشعار الألياف البصرية التي تكتشف التغيرات البيئية مثل درجة الحرارة، الضغط والإجهاد قد يؤدي إلى قياسات غير دقيقة عندما تتقلب حالات الاستقطاب.
يؤثر أداء أشعة الليزر المكونات الأساسية لأنظمة الاتصالات بشكل مباشر على استقرار الاستقطاب.والتي تتحكم في إشارات الضوء على أساس المدخلات الكهربائية، تعاني أيضا من انخفاض الكفاءة عندما يصبح الاستقطاب غير مستقر.
يظهر الضوء المستقطب في ثلاثة أشكال أساسية:
نسبة انقراض الاستقطاب (PER) بمثابة مقياس حاسم لتقييم نقاء الاستقطاب الخطي. يتم قياسها عن طريق تدوير جهاز الاستقطاب أثناء مراقبة كثافة الضوء المنقول ،يتم حساب PER على أنه 10 log (Pmax/Pmin)، حيث P يمثل الطاقة في الميليواط.
الألياف البصرية القياسية تغير بشكل طبيعي استقطاب الضوء من خلال الانحناء أو التواء، مع اضطرابات خارجية مثل تغيرات درجة الحرارة تسبب المزيد من عدم الاستقرار.هذا يمثل تحديات كبيرة للتطبيقات التي تتطلب انتاج الاستقطاب الثابت.
الألياف التي تحافظ على الاستقطاب (PM) تتعامل مع هذه التحديات من خلال تصاميم متخصصة تخلق محاور سريعة وبطيئة متميزة. عندما يتم محاذاة الضوء بشكل صحيح مع أي من المحاور،الألياف تحافظ على الاستقطاب حتى تحت الضغطيمكن أن تحافظ أجهزة القفز الحديثة ذات الألياف PM التي يبلغ طولها 1 متر على نسبة انقراض الاستقطاب تتجاوز 30 ديسيبل عند طول الموجة 1550 نانومتر.
تتطلب الأداء الأمثل لألياف PM محاذاة دقيقة بين استقطاب الضوء ومحور الألياف البطيء. تحقيق نسب الانقراض فوق 20 ديسيبل يتطلب محاذاة زاوية في غضون 6 درجات ،في حين أن أداء 30 ديسيبل يتطلب الفرعية 1دقة 0.8 درجة
تتضمن إعدادات المواءمة القياسية أشعة ليزر، وأجهزة الضوء المقابلة، وألياف PM، ومحركات الاستقطاب الدوارة، ومقاييس الطاقة البصرية. وتتضمن العملية:
خصائص مصدر الضوء تؤثر بشكل كبير على القياسات. في حين أن المصادر غير المتماسكة توفر قياسات PER مستقرة،المصادر المتماسكة قد تعطي نتائج مضللة بسبب تأثيرات التداخل بين مكونات المحور السريع والبطيء.
بالنسبة للتطبيقات الحساسة للاستقطاب ، يجب أن تحتوي مصادر الضوء المثالية على:
للقضاء على أخطاء القياس الناجمة عن التماسك ، يجب على الفنيين تطبيق ضغط خاضع للسيطرة على الألياف أثناء المحاذاة ، عادةً عن طريق ثني الألياف أو لفها حول القضيب.
يستخدم مكونات PM تصاميم متخصصة للحفاظ على المحاذاة الزاوية ، مع معيارين مشتركين لـ APC:
يستخدم معظم الشركات المصنعة الآن أحذية أو علامات أزرق لتمييز موصلات PM عن الإصدارات القياسية ذات الوضع الواحد.يقترح البعض أنظمة الحفر ✓حفرة واحدة لمفاتيح ضيقة وحفرة مزدوجة لمفاتيح واسعة.
مع تقدم تكنولوجيا الألياف الضوئية، سيؤدي التحكم في الاستقطاب دورًا حيويًا بشكل متزايد في:
مع الاهتمام المناسب بالتفاصيل والمعدات البسيطة نسبيا، تقنية الألياف التي تحافظ على الاستقطاب توفر إمكانات هائلة للجيل القادم من الأنظمة البصرية عبر الاتصالات،استشعار، وتطبيقات الليزر.
