মেরুত্বরক্ষণকারী ফাইবার: মূল নীতি এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশন

আলোকরশ্মি যদি অপটিক্যাল ফাইবারের মধ্যে দিয়ে যায়, তবে এটিকে একটি পাইপের মধ্যে দিয়ে জলের প্রবাহের মতো কল্পনা করুন। সাধারণ ফাইবার একটি আঁকাবাঁকা নদীর মতো, যেখানে জলের দিক বিভিন্ন কারণে পরিবর্তিত হয়। তবে, পোলারাইজেশন-রক্ষণশীল ফাইবার (PMF) একটি সোজা জলনালীর মতো কাজ করে, যা নিশ্চিত করে যে জলের দিকটি একই থাকে। এই বিশেষ ফাইবারটি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে যেখানে কঠোর পোলারাইজেশন নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়।

PMF বুঝতে হলে, আমাদের প্রথমে আলোর পোলারাইজেশন বৈশিষ্ট্যগুলি পরীক্ষা করতে হবে। একটি তড়িচ্চুম্বকীয় তরঙ্গ হিসাবে, আলো তার বিস্তারের দিকের সাথে লম্বভাবে বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রগুলির কম্পন দেখায়। যখন এই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কম্পনগুলি এলোমেলোভাবে ঘটে - যেমন সূর্যালোক বা ইনক্যান্ডেসেন্ট বাল্বের ক্ষেত্রে - আলো অপোলারাইজড হয়। যখন কম্পনগুলি একটি নির্দিষ্ট তলে সীমাবদ্ধ থাকে, তখন আলো পোলারাইজড হয়।

আলোর তরঙ্গগুলিকে একটি দড়ির মতো কল্পনা করুন: অপোলারাইজড আলো বিভিন্ন কম্পন দিক সহ এলোমেলো দড়ি ঝাঁকানোর মতো, যখন পোলারাইজড আলো একটি নির্দিষ্ট অক্ষের চারপাশে ঝাঁকানোর মতো।

তত্ত্বগতভাবে, প্রচলিত বৃত্তাকার-কোর ফাইবারগুলি বাইরিফ্রিনজেন্স প্রদর্শন করা উচিত নয়, যা আলো সংক্রমণের সময় ধ্রুবক পোলারাইজেশন বজায় রাখে। যাইহোক, উত্পাদন ত্রুটি এবং বাহ্যিক কারণগুলি যেমন চাপ, বাঁকানো এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনগুলি বাইরিফ্রিনজেন্স তৈরি করে, যা পোলারাইজেশন অবস্থাগুলিকে ব্যাহত করে।

PMF ইচ্ছাকৃত নকশার মাধ্যমে এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করে। নিয়ন্ত্রিত বাইরিফ্রিনজেন্স অন্তর্ভুক্ত করে, এই ফাইবারগুলি বাহ্যিক গোলযোগগুলির প্রতিরোধ করে, সংক্রমণ জুড়ে মূল পোলারাইজেশন অবস্থা সংরক্ষণ করে। বাইরিফ্রিনজেন্স দূর করার পরিবর্তে, PMF কৌশলগতভাবে ফাইবার জ্যামিতি নিয়ন্ত্রণ করে চাপ-প্ররোচিত পোলারাইজেশন পরিবর্তনগুলি হ্রাস করে - কার্যকরভাবে হস্তক্ষেপ থেকে আলোর তরঙ্গগুলিকে রক্ষা করে।

বাইরিফ্রিনজেন্স জেনারেশন পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, PMF দুটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত:

এই প্রকারটি অসমমিত কোর আকারের মাধ্যমে বাইরিফ্রিনজেন্স তৈরি করে। সবচেয়ে সাধারণ প্রকার - উপবৃত্তাকার-কোর PMF - অপ্রতিসম কোর জ্যামিতি বৈশিষ্ট্যযুক্ত যা অর্থোগোনাল অক্ষ বরাবর বিভিন্ন আলোর বিস্তার গতি তৈরি করে, বাইরিফ্রিনজেন্স তৈরি করে। এই ফাইবারগুলি বিশেষ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

জ্যামিতিক প্রকারের চেয়ে বেশি প্রচলিত, চাপ-প্ররোচিত PMF অভ্যন্তরীণ চাপ পদ্ধতির মাধ্যমে বাইরিফ্রিনজেন্স তৈরি করে। উপশ্রেণীগুলির মধ্যে রয়েছে:

এগুলির মধ্যে, পান্ডা PMF উচ্চতর বাইরিফ্রিনজেন্স, জ্যামিতিক বৈশিষ্ট্য, কাঠামোগত প্রতিসাম্য এবং অনুদৈর্ঘ্য অভিন্নতা প্রদর্শন করে। এর সেগমেন্টেড উত্পাদন প্রক্রিয়া সুনির্দিষ্ট উপাদান নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে, যা একক প্রিফর্মগুলিকে কয়েক ডজন বা কয়েকশ কিলোমিটার অভিন্ন PMF তৈরি করতে দেয় - যা বৃহৎ-স্কেল উত্পাদনের জন্য এটিকে শিল্প মান করে তোলে।

এই স্পেসিফিকেশনগুলি বোঝা সঠিক PMF নির্বাচন নিশ্চিত করে:

PMF তৈরির সময়, কোরের পাশে দুটি চাপ প্রয়োগকারী অঞ্চল তৈরি করা হয় যাদের বিভিন্ন তাপীয় প্রসারণ সহগ থাকে। ফাইবার অঙ্কন তাপমাত্রা থেকে ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে, এই অঞ্চলগুলি ভিন্নভাবে সংকুচিত হয়, অক্ষীয় চাপ তৈরি করে। এটি দুটি অর্থোগোনাল অক্ষ সহ বাইরিফ্রিনজেন্স তৈরি করে:

• ধীর অক্ষ: উচ্চতর কার্যকরী প্রতিসরাঙ্ক, ধীর আলো বিস্তার (প্রাথমিক পোলারাইজেশন অক্ষ)
• দ্রুত অক্ষ: নিম্ন প্রতিসরাঙ্ক, দ্রুত আলো বিস্তার

এই প্যারামিটারটি হল প্রেরিত আলোর জটিল পোলারাইজেশন অবস্থা সম্পূর্ণ এক পূর্ণ পর্যায়ক্রমিক পরিবর্তন সম্পন্ন করার জন্য প্রয়োজনীয় ফাইবারের দৈর্ঘ্য। শারীরিকভাবে, এটি সেই দৈর্ঘ্যের সাথে মিলে যায় যেখানে দুটি অর্থোগোনাল পোলারাইজেশন মোডের মধ্যে দশার পার্থক্য 2π-এ পৌঁছায়। ছোট বিট দৈর্ঘ্য শক্তিশালী পোলারাইজেশন রক্ষণাবেক্ষণ ক্ষমতা নির্দেশ করে।

যখন পোলারাইজড আলো কোনো প্রধান অক্ষের সাথে সারিবদ্ধ করা হয়, তখন নগণ্য শক্তি অর্থোগোনাল অক্ষের সাথে যুক্ত হয়। বিলুপ্তি অনুপাত এই পোলারাইজেশন রক্ষণাবেক্ষণ গুণমানকে উদ্দেশ্যযুক্ত পোলারাইজেশন অক্ষের শক্তির অনুপাত বনাম অর্থোগোনাল অক্ষের শক্তি হিসাবে পরিমাপ করে। উচ্চ অনুপাত উচ্চতর পোলারাইজেশন সংরক্ষণের ইঙ্গিত দেয়।

PMF কার্যকারিতা সুনির্দিষ্ট পোলারাইজেশন মোড কাপলিং এবং সারিবদ্ধকরণের উপর নির্ভর করে, যা বিশেষ সংযোগকারী কীইংয়ের মাধ্যমে অর্জন করা হয়। প্রচলিত ফাইবার জাম্পারের তুলনায়, PMF সংক্রমণের সময় লিনিয়ার পোলারাইজেশন অবস্থা বজায় রাখে, যা সুসংগত সংকেত-থেকে-নয়েজ অনুপাতকে বাড়িয়ে তোলে এবং উচ্চ-নির্ভুলতা শারীরিক পরিমাপকে সক্ষম করে।

PMF সংযোগকারীগুলি ফাইবারগুলিকে সংযুক্ত করার সময় পোলারাইজেশন অবস্থা সংরক্ষণ এবং উচ্চ বিলুপ্তি অনুপাত বজায় রাখার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এর জন্য কৌণিক (θ) মিসলাইনমেন্ট কমাতে সংযুক্ত ফাইবারগুলির মধ্যে ধীর বা দ্রুত অক্ষগুলির সঠিক সারিবদ্ধকরণ প্রয়োজন। পোলারাইজেশন-রক্ষণশীল কোণ এবং বিলুপ্তি অনুপাত সম্মিলিতভাবে সংযোগের গুণমান নির্ধারণ করে।

সঠিক PMF স্থাপনার জন্য বেশ কয়েকটি কারণের প্রতি মনোযোগ দেওয়া প্রয়োজন:

1. সমাপ্তি: সংযোগকারীর সমাপ্তির জন্য সুনির্দিষ্ট চাপ রড সারিবদ্ধকরণ প্রয়োজন, যা সাধারণত কীযুক্ত সংযোগকারী ব্যবহার করে অর্জন করা হয়।
2. ফিউশন স্প্লাইসিং: PMF স্প্লাইসিংয়ের জন্য নিখুঁত X/Y/Z সারিবদ্ধকরণ এবং ঘূর্ণন সারিবদ্ধকরণ প্রয়োজন যাতে চাপ রডের মিল নিশ্চিত করা যায়।
3. সামঞ্জস্যতা: প্রেরণের শর্তাবলী অবশ্যই ফাইবারের ট্রান্সভার্স প্রধান অক্ষের অভিযোজনের সাথে মিলতে হবে।

PMF পোলারাইজেশন মোড কাপলিং কমাতে চাপ অঞ্চল বা অসমমিত কোর অন্তর্ভুক্ত করে, যা প্রচলিত একক-মোড ফাইবারগুলির থেকে আলাদা।

PMF সুসংগত অপটিক্যাল যোগাযোগ, ফাইবার সেন্সর, ইন্টারফেরোমিটার, কোয়ান্টাম অপটিক্স এবং নির্ভুলতা পরিমাপ সিস্টেমের জন্য অপরিহার্য।

সঠিক দ্রুত/ধীর অক্ষ সারিবদ্ধকরণ পোলারাইজেশন ক্ষতি কমিয়ে দেয় এবং উচ্চ বিলুপ্তি অনুপাত বজায় রাখে।

পোলারাইজেশন-রক্ষণশীল ফাইবার দীর্ঘ-দূরত্বের আলো সংক্রমণের ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ পোলারাইজেশন স্থিতিশীলতা সমস্যাগুলি সমাধান করে অপটিক্যাল প্রযুক্তিতে একটি যুগান্তকারী পদক্ষেপ। ব্যতিক্রমী কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য এবং বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন সহ, PMF ডেটা ট্রান্সমিশন, নির্ভুলতা সংবেদন এবং অত্যাধুনিক অপটিক্যাল সিস্টেমে অগ্রগতি সক্ষম করে। চলমান গবেষণা আরও PMF পরিমার্জনের প্রতিশ্রুতি দেয়, যা আরও নির্ভরযোগ্য এবং অত্যাধুনিক অপটিক্যাল সমাধানের পথ সুগম করে।