Die hohe Birefringenz der Faser erhöht die Präzision der Glasfaser-Gyroskope

Wenn Lichtsignale durch optische Fasern reisen, ist die Aufrechterhaltung ihres Polarisationszustands entscheidend für die Signalintegrität. Dies ist besonders wichtig in hochpräzisen Anwendungen wie Faseroptik-Gyroskopen (FOGs), bei denen die Polarisationsstabilität die Leistung direkt beeinflusst. Die High-Birefringence (HiBi)-Fasertechnologie bietet eine effektive Lösung für diese Herausforderung, indem sie den ursprünglichen Polarisationszustand der Lichtsignale während der gesamten Übertragung beibehält.

HiBi-Fasern zeichnen sich durch einzigartige Brechungsindexeigenschaften aus. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fasern weisen HiBi-Fasern entlang zweier orthogonaler Achsen – typischerweise als schnelle und langsame Achse in der Faseroptik bezeichnet – deutlich unterschiedliche Brechungsindizes auf. Dieser konstruierte Brechungsindexunterschied erzeugt unterschiedliche Übertragungswege für Lichtsignale, wodurch die Polarisationsmodenkopplung effektiv verhindert und die Signalintegrität erhalten bleibt.

Die hohe Doppelbrechung wird durch spezielle Faserdesigns erreicht, die strukturelle Asymmetrie oder Spannung einführen. Gängige HiBi-Fasertypen sind PANDA- und Bow-Tie-Fasern, die interne Spannungselemente enthalten, die erhebliche Brechungsindexunterschiede zwischen den Achsen erzeugen. Dieses Design stellt sicher, dass sich Licht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entlang jeder Achse ausbreitet, wodurch die Polarisationsmodenkopplung effektiv unterdrückt wird.

Faseroptik-Gyroskope, die die Rotationsgeschwindigkeit mithilfe des Sagnac-Effekts messen, stellen eine der anspruchsvollsten Anwendungen für HiBi-Fasern dar. Diese Präzisionsinstrumente, die in der Luft- und Raumfahrt sowie in Navigationssystemen weit verbreitet sind, erfordern eine außergewöhnliche Polarisationsstabilität, um die Messgenauigkeit zu erhalten. Jede Veränderung des Polarisationszustands kann das Sagnac-Interferenzsignal verzerren und die Leistung beeinträchtigen.

HiBi-Fasern begegnen diesen Herausforderungen, indem sie die Polarisationsdrift minimieren und die Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen wie Temperaturschwankungen und mechanischen Vibrationen reduzieren. Dies führt zu einer verbesserten Messgenauigkeit und Langzeitstabilität für FOG-Systeme.

Führende Hersteller bieten spezielle HiBi-Faserprodukte mit unterschiedlichen Eigenschaften an:

• Außergewöhnliche Doppelbrechung für überlegene Polarisationserhaltung
• Minimale Übertragungsverluste zur Erhaltung der Signalstärke
• Erhöhte Zuverlässigkeit durch fortschrittliche Herstellungsprozesse
• Anpassbare Designs für spezifische Anwendungsanforderungen

Diese Spezialfasern finden Anwendung in verschiedenen Bereichen, darunter optische Sensorik, Telekommunikation und Lasersysteme. Produktvarianten umfassen:

• Gyroskop-optimierte Polarisationserhaltungsfasern
• Gesponnene HiBi-Fasern mit reduzierter Polarisationsmodenkopplung
• Standard-Polarisationserhaltungsfasern für allgemeine Anwendungen
• Hochtemperaturresistente, polyimidbeschichtete Varianten
• Verlustearme Reinst-Siliziumdioxid-Kerndesign

Ergänzende Produkte in diesem Technologiebereich umfassen spezielle dotierte Fasern für optische Verstärkung und Laseranwendungen sowie Telekommunikations-Polarisationserhaltungsfasern für Kommunikationssysteme.

Da optische Technologien weiter voranschreiten, bleiben HiBi-Fasern wesentliche Komponenten für Anwendungen, die eine präzise Polarisationskontrolle erfordern. Ihre Entwicklung unterstützt weiterhin Innovationen in der Präzisionsmessung, Sensorik und Kommunikationssystemen.