تخيل موجات ضوئية تتسارع عبر ألياف بصرية في اتجاهات مختلفة. بسبب الخصائص الفريدة لمواد الألياف، فإنها لا تتحرك بنفس السرعة.الموجة الأسرع تسحب ببطء إلى الأمامبعد مسافة معينة، فإنها تعيد التواء إلى مواقعها الأصلية، تماما مثل الركاب إكمال الدورات حول المسار.هذه "مسافة اللفة" هي ما يسميه العلماء "طول ضربات الاستقطاب". "
في حين أن المصطلح قد يبدو تقنياً، طول ضربات الاستقطاب يلعب دوراً حاسماً في الاتصالات بالألياف البصرية.كشف أسرار عن خصائص المواد التي تؤثر على جودة إشارة الإرسالننظر اليوم في هذا المفهوم الأساسي: ما هو، ولماذا يهم، وكيف يقيسه الباحثون.
لفهم طول ضربات الاستقطاب، يجب أن نفهم أولاً العديد من المفاهيم الرئيسية:
عندما تنتقل موجات مستقطبة خلال مادة ثنائية الانكسار، تخلق سرعاتها المختلفة فرقًا في المراحل. بعد انتشار طول ضربة واحدة (Lp) ،هذا الاختلاف يكمل دورة كاملة 2π (360 درجة)، تعيد الموجات إلى محاذاتها الأصلية.
Lp = λ / Δn
حيث λ هو طول الموجة في الفراغ و Δn هو الانكسار الثنائي (اختلاف مؤشر الانكسار بين محاور الاستقطاب).طول النبض يمثل المسافة اللازمة للموجات المستقطبة لإكمال دورة مرحلة كاملة واحدة.
هذا المعيار له أهمية عبر مجالات متعددة:
الألياف المثالية ستقوم بنقل الإشارات دون أن تتأثر بالتمييز، لكن العيوب والتوترات في العالم الحقيقي تخلق الانكسار الثنائيتشويهأو حتى الفشل. طول ضربات أقصر يشير إلى تقلب ثنائي أقوى وتغيرات استقطاب أسرع مما يجعل التحكم في طول ضربات حيويًا للاتصالات الموثوقة.
قام المهندسون بتطوير PMF مع الانكسار الثنائي العالي المتعمد "لإغلاق" حالات الاستقطاب. هنا ، يصبح طول النبض مقياس أداء رئيسي. تشير القيم الأقصر إلى الحفاظ على الاستقطاب بشكل أفضل.
حساسية طول ضربات الحرارة والضغط والإجهاد الميكانيكي تمكن أجهزة استشعار دقيقة.يمكن للألياف الملفوفة حول الجسور مراقبة الصحة الهيكلية من خلال اختلافات طول ضربات.
تؤثر حالات الاستقطاب على التأثيرات البصرية غير الخطية. يتيح التحكم في طول ضربات التحسين لتطبيقات مثل تحويل التردد أو التبديل البصري.
يستخدم الباحثون عدة طرق لتحديد طول ضربات الاستقطاب:
هذا النهج يحلل أنماط التداخل بين الموجات المستقطبة بعد انتشار الألياف. يتشابك الفاصل بين الحواف مباشرة مع طول النبض.
الضوء العريض النطاق (على سبيل المثال، من مصابيح LED) يطور تحولات مرحلة تعتمد على طول الموجة في الألياف الثنائية الانكسار.تمرير هذا الضوء من خلال مستقطب يخلق الخصائص الطيفية الدورية:
Lp = λ1 * λ2 / (n_eff * (λ2 - λ1))
تعاني نبضات الليزر فائقة السرعة من تشتت وضع الاستقطاب (PMD) في الألياف ، مما يخلق تأخيرات زمنية قابلة للقياس بين مكونات الاستقطاب التي تشير إلى طول النبض بدقة عالية.
هذه التقنية ترسم خرائطًا لتغيرات الطول على طول أطوال الألياف بأكملها من خلال تحليل الضوء المستقطب المتناثر، مما يتيح تطبيقات الاستشعار الموزعة.
هذا التأثير غير الخطي يربط تردد الضوء المبعثر بالتوتر المادي. من خلال قياس التحولات الترددية ، يمكن للباحثين استنتاج توزيعات التوتر وأطوال ضربات المقابلة بشكل غير مدمر.
متغيرات متعددة تؤثر على هذه المعيار:
مع تطور شبكات الألياف، تركز أبحاث طول النبض على:
من تمكين الاتصالات في تيرابيت إلى حماية البنية التحتية الحيوية، يبقى طول ضربات الاستقطاب حجر الزاوية للابتكار الفوتوني
تخيل موجات ضوئية تتسارع عبر ألياف بصرية في اتجاهات مختلفة. بسبب الخصائص الفريدة لمواد الألياف، فإنها لا تتحرك بنفس السرعة.الموجة الأسرع تسحب ببطء إلى الأمامبعد مسافة معينة، فإنها تعيد التواء إلى مواقعها الأصلية، تماما مثل الركاب إكمال الدورات حول المسار.هذه "مسافة اللفة" هي ما يسميه العلماء "طول ضربات الاستقطاب". "
في حين أن المصطلح قد يبدو تقنياً، طول ضربات الاستقطاب يلعب دوراً حاسماً في الاتصالات بالألياف البصرية.كشف أسرار عن خصائص المواد التي تؤثر على جودة إشارة الإرسالننظر اليوم في هذا المفهوم الأساسي: ما هو، ولماذا يهم، وكيف يقيسه الباحثون.
لفهم طول ضربات الاستقطاب، يجب أن نفهم أولاً العديد من المفاهيم الرئيسية:
عندما تنتقل موجات مستقطبة خلال مادة ثنائية الانكسار، تخلق سرعاتها المختلفة فرقًا في المراحل. بعد انتشار طول ضربة واحدة (Lp) ،هذا الاختلاف يكمل دورة كاملة 2π (360 درجة)، تعيد الموجات إلى محاذاتها الأصلية.
Lp = λ / Δn
حيث λ هو طول الموجة في الفراغ و Δn هو الانكسار الثنائي (اختلاف مؤشر الانكسار بين محاور الاستقطاب).طول النبض يمثل المسافة اللازمة للموجات المستقطبة لإكمال دورة مرحلة كاملة واحدة.
هذا المعيار له أهمية عبر مجالات متعددة:
الألياف المثالية ستقوم بنقل الإشارات دون أن تتأثر بالتمييز، لكن العيوب والتوترات في العالم الحقيقي تخلق الانكسار الثنائيتشويهأو حتى الفشل. طول ضربات أقصر يشير إلى تقلب ثنائي أقوى وتغيرات استقطاب أسرع مما يجعل التحكم في طول ضربات حيويًا للاتصالات الموثوقة.
قام المهندسون بتطوير PMF مع الانكسار الثنائي العالي المتعمد "لإغلاق" حالات الاستقطاب. هنا ، يصبح طول النبض مقياس أداء رئيسي. تشير القيم الأقصر إلى الحفاظ على الاستقطاب بشكل أفضل.
حساسية طول ضربات الحرارة والضغط والإجهاد الميكانيكي تمكن أجهزة استشعار دقيقة.يمكن للألياف الملفوفة حول الجسور مراقبة الصحة الهيكلية من خلال اختلافات طول ضربات.
تؤثر حالات الاستقطاب على التأثيرات البصرية غير الخطية. يتيح التحكم في طول ضربات التحسين لتطبيقات مثل تحويل التردد أو التبديل البصري.
يستخدم الباحثون عدة طرق لتحديد طول ضربات الاستقطاب:
هذا النهج يحلل أنماط التداخل بين الموجات المستقطبة بعد انتشار الألياف. يتشابك الفاصل بين الحواف مباشرة مع طول النبض.
الضوء العريض النطاق (على سبيل المثال، من مصابيح LED) يطور تحولات مرحلة تعتمد على طول الموجة في الألياف الثنائية الانكسار.تمرير هذا الضوء من خلال مستقطب يخلق الخصائص الطيفية الدورية:
Lp = λ1 * λ2 / (n_eff * (λ2 - λ1))
تعاني نبضات الليزر فائقة السرعة من تشتت وضع الاستقطاب (PMD) في الألياف ، مما يخلق تأخيرات زمنية قابلة للقياس بين مكونات الاستقطاب التي تشير إلى طول النبض بدقة عالية.
هذه التقنية ترسم خرائطًا لتغيرات الطول على طول أطوال الألياف بأكملها من خلال تحليل الضوء المستقطب المتناثر، مما يتيح تطبيقات الاستشعار الموزعة.
هذا التأثير غير الخطي يربط تردد الضوء المبعثر بالتوتر المادي. من خلال قياس التحولات الترددية ، يمكن للباحثين استنتاج توزيعات التوتر وأطوال ضربات المقابلة بشكل غير مدمر.
متغيرات متعددة تؤثر على هذه المعيار:
مع تطور شبكات الألياف، تركز أبحاث طول النبض على:
من تمكين الاتصالات في تيرابيت إلى حماية البنية التحتية الحيوية، يبقى طول ضربات الاستقطاب حجر الزاوية للابتكار الفوتوني
