फाइबर ऑप्टिक्स की दुनिया में, जहां प्रकाश, सटीकता और अनंत संभावनाएं मिलती हैं, प्रकाश संकेतों की ध्रुवीकरण स्थिति को नियंत्रित करना केवल एक तकनीकी आवश्यकता से बढ़कर हो गया है—यह बेहतर प्रदर्शन और अभूतपूर्व नवाचार को अनलॉक करने की कुंजी है।
फाइबर ऑप्टिक संचार में, प्रकाश संकेतों की ध्रुवीकरण स्थिति एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, एक अदृश्य कंडक्टर के रूप में कार्य करती है जो इंटरफेरोमीटर, सेंसर, फाइबर लेजर और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सहित प्रमुख घटकों के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।
फाइबर ऑप्टिक इंटरफेरोमीटर, उच्च-सटीक माप के लिए मिनट परिवर्तनों का पता लगाने में सक्षम, यदि प्रकाश ध्रुवीकरण अस्थिर हो जाता है तो गलत परिणाम उत्पन्न कर सकते हैं। इसी तरह, फाइबर ऑप्टिक सेंसर जो तापमान, दबाव और तनाव जैसे पर्यावरणीय परिवर्तनों का पता लगाते हैं, ध्रुवीकरण स्थितियों में उतार-चढ़ाव होने पर गलत माप दे सकते हैं।
फाइबर लेजर का प्रदर्शन—संचार प्रणालियों के मुख्य घटक—ध्रुवीकरण स्थिरता से सीधे प्रभावित होते हैं। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर, जो विद्युत इनपुट के आधार पर प्रकाश संकेतों को नियंत्रित करते हैं, ध्रुवीकरण अस्थिर होने पर भी कम दक्षता से पीड़ित होते हैं।
ध्रुवीकृत प्रकाश तीन मूलभूत रूपों में प्रकट होता है:
ध्रुवीकरण विलुप्त होने का अनुपात (PER) रैखिक ध्रुवीकरण शुद्धता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण मीट्रिक के रूप में कार्य करता है। एक ध्रुवीकरणकर्ता को घुमाकर और प्रेषित प्रकाश तीव्रता की निगरानी करके मापा जाता है, PER की गणना 10 log (Pmax/Pmin) के रूप में की जाती है, जहाँ P मिलीवाट में शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है।
मानक ऑप्टिकल फाइबर स्वाभाविक रूप से झुकने या मुड़ने के माध्यम से प्रकाश ध्रुवीकरण को बदलते हैं, तापमान परिवर्तन जैसे बाहरी गड़बड़ी आगे अस्थिरता का कारण बनते हैं। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है जिनके लिए निरंतर ध्रुवीकरण आउटपुट की आवश्यकता होती है।
ध्रुवीकरण-रखरखाव (PM) फाइबर इन चुनौतियों का समाधान विशेष डिजाइनों के माध्यम से करते हैं जो अलग-अलग तेज़ और धीमी अक्ष बनाते हैं। जब प्रकाश को या तो अक्ष के साथ ठीक से संरेखित किया जाता है, तो फाइबर तनाव में भी ध्रुवीकरण बनाए रखता है। आधुनिक 1-मीटर पीएम फाइबर जम्पर 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य पर 30 डीबी से अधिक ध्रुवीकरण विलुप्त होने के अनुपात को बनाए रख सकते हैं।
इष्टतम पीएम फाइबर प्रदर्शन के लिए प्रकाश ध्रुवीकरण और फाइबर के धीमी अक्ष के बीच सटीक संरेखण की आवश्यकता होती है। 20 डीबी से ऊपर विलुप्त होने के अनुपात को प्राप्त करने के लिए 6 डिग्री के भीतर कोणीय संरेखण की आवश्यकता होती है, जबकि 30 डीबी प्रदर्शन के लिए 1.8 डिग्री से कम सटीकता की आवश्यकता होती है।
मानक संरेखण सेटअप में लेजर, युग्मन प्रकाशिकी, पीएम फाइबर, घूर्णन ध्रुवीकरणकर्ता और ऑप्टिकल पावर मीटर शामिल हैं। प्रक्रिया में शामिल हैं:
प्रकाश स्रोत की विशेषताएं माप को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। जबकि गैर-सुसंगत स्रोत स्थिर PER माप प्रदान करते हैं, सुसंगत स्रोत तेज़ और धीमी अक्ष घटकों के बीच हस्तक्षेप प्रभावों के कारण भ्रामक परिणाम दे सकते हैं।
ध्रुवीकरण-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए, आदर्श प्रकाश स्रोतों में शामिल होना चाहिए:
सुसंगतता-प्रेरित माप त्रुटियों को खत्म करने के लिए, तकनीशियनों को संरेखण के दौरान फाइबर पर नियंत्रित तनाव लागू करना होगा, आमतौर पर फाइबर को एक मैंड्रेल के चारों ओर झुकाकर या कुंडलित करके।
पीएम कनेक्टर कोणीय संरेखण बनाए रखने के लिए विशेष डिजाइनों का उपयोग करते हैं, जिसमें दो प्रचलित एपीसी मानक हैं:
अधिकांश निर्माता अब पीएम कनेक्टर्स को मानक सिंगल-मोड संस्करणों से अलग करने के लिए नीले तनाव राहत बूट या चिह्नों का उपयोग करते हैं। कुछ नॉचिंग सिस्टम का प्रस्ताव करते हैं—संकीर्ण-कुंजी के लिए एकल नॉच और चौड़ी-कुंजी कनेक्टर्स के लिए डबल नॉच।
जैसे-जैसे फाइबर ऑप्टिक तकनीक आगे बढ़ती है, ध्रुवीकरण नियंत्रण में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा:
विवरण पर उचित ध्यान और अपेक्षाकृत सरल उपकरणों के साथ, ध्रुवीकरण-रखरखाव फाइबर तकनीक दूरसंचार, संवेदन और लेजर अनुप्रयोगों में अगली पीढ़ी की ऑप्टिकल प्रणालियों के लिए जबरदस्त क्षमता प्रदान करती है।
फाइबर ऑप्टिक्स की दुनिया में, जहां प्रकाश, सटीकता और अनंत संभावनाएं मिलती हैं, प्रकाश संकेतों की ध्रुवीकरण स्थिति को नियंत्रित करना केवल एक तकनीकी आवश्यकता से बढ़कर हो गया है—यह बेहतर प्रदर्शन और अभूतपूर्व नवाचार को अनलॉक करने की कुंजी है।
फाइबर ऑप्टिक संचार में, प्रकाश संकेतों की ध्रुवीकरण स्थिति एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, एक अदृश्य कंडक्टर के रूप में कार्य करती है जो इंटरफेरोमीटर, सेंसर, फाइबर लेजर और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सहित प्रमुख घटकों के प्रदर्शन को प्रभावित करती है।
फाइबर ऑप्टिक इंटरफेरोमीटर, उच्च-सटीक माप के लिए मिनट परिवर्तनों का पता लगाने में सक्षम, यदि प्रकाश ध्रुवीकरण अस्थिर हो जाता है तो गलत परिणाम उत्पन्न कर सकते हैं। इसी तरह, फाइबर ऑप्टिक सेंसर जो तापमान, दबाव और तनाव जैसे पर्यावरणीय परिवर्तनों का पता लगाते हैं, ध्रुवीकरण स्थितियों में उतार-चढ़ाव होने पर गलत माप दे सकते हैं।
फाइबर लेजर का प्रदर्शन—संचार प्रणालियों के मुख्य घटक—ध्रुवीकरण स्थिरता से सीधे प्रभावित होते हैं। इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर, जो विद्युत इनपुट के आधार पर प्रकाश संकेतों को नियंत्रित करते हैं, ध्रुवीकरण अस्थिर होने पर भी कम दक्षता से पीड़ित होते हैं।
ध्रुवीकृत प्रकाश तीन मूलभूत रूपों में प्रकट होता है:
ध्रुवीकरण विलुप्त होने का अनुपात (PER) रैखिक ध्रुवीकरण शुद्धता का मूल्यांकन करने के लिए एक महत्वपूर्ण मीट्रिक के रूप में कार्य करता है। एक ध्रुवीकरणकर्ता को घुमाकर और प्रेषित प्रकाश तीव्रता की निगरानी करके मापा जाता है, PER की गणना 10 log (Pmax/Pmin) के रूप में की जाती है, जहाँ P मिलीवाट में शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है।
मानक ऑप्टिकल फाइबर स्वाभाविक रूप से झुकने या मुड़ने के माध्यम से प्रकाश ध्रुवीकरण को बदलते हैं, तापमान परिवर्तन जैसे बाहरी गड़बड़ी आगे अस्थिरता का कारण बनते हैं। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है जिनके लिए निरंतर ध्रुवीकरण आउटपुट की आवश्यकता होती है।
ध्रुवीकरण-रखरखाव (PM) फाइबर इन चुनौतियों का समाधान विशेष डिजाइनों के माध्यम से करते हैं जो अलग-अलग तेज़ और धीमी अक्ष बनाते हैं। जब प्रकाश को या तो अक्ष के साथ ठीक से संरेखित किया जाता है, तो फाइबर तनाव में भी ध्रुवीकरण बनाए रखता है। आधुनिक 1-मीटर पीएम फाइबर जम्पर 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य पर 30 डीबी से अधिक ध्रुवीकरण विलुप्त होने के अनुपात को बनाए रख सकते हैं।
इष्टतम पीएम फाइबर प्रदर्शन के लिए प्रकाश ध्रुवीकरण और फाइबर के धीमी अक्ष के बीच सटीक संरेखण की आवश्यकता होती है। 20 डीबी से ऊपर विलुप्त होने के अनुपात को प्राप्त करने के लिए 6 डिग्री के भीतर कोणीय संरेखण की आवश्यकता होती है, जबकि 30 डीबी प्रदर्शन के लिए 1.8 डिग्री से कम सटीकता की आवश्यकता होती है।
मानक संरेखण सेटअप में लेजर, युग्मन प्रकाशिकी, पीएम फाइबर, घूर्णन ध्रुवीकरणकर्ता और ऑप्टिकल पावर मीटर शामिल हैं। प्रक्रिया में शामिल हैं:
प्रकाश स्रोत की विशेषताएं माप को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं। जबकि गैर-सुसंगत स्रोत स्थिर PER माप प्रदान करते हैं, सुसंगत स्रोत तेज़ और धीमी अक्ष घटकों के बीच हस्तक्षेप प्रभावों के कारण भ्रामक परिणाम दे सकते हैं।
ध्रुवीकरण-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए, आदर्श प्रकाश स्रोतों में शामिल होना चाहिए:
सुसंगतता-प्रेरित माप त्रुटियों को खत्म करने के लिए, तकनीशियनों को संरेखण के दौरान फाइबर पर नियंत्रित तनाव लागू करना होगा, आमतौर पर फाइबर को एक मैंड्रेल के चारों ओर झुकाकर या कुंडलित करके।
पीएम कनेक्टर कोणीय संरेखण बनाए रखने के लिए विशेष डिजाइनों का उपयोग करते हैं, जिसमें दो प्रचलित एपीसी मानक हैं:
अधिकांश निर्माता अब पीएम कनेक्टर्स को मानक सिंगल-मोड संस्करणों से अलग करने के लिए नीले तनाव राहत बूट या चिह्नों का उपयोग करते हैं। कुछ नॉचिंग सिस्टम का प्रस्ताव करते हैं—संकीर्ण-कुंजी के लिए एकल नॉच और चौड़ी-कुंजी कनेक्टर्स के लिए डबल नॉच।
जैसे-जैसे फाइबर ऑप्टिक तकनीक आगे बढ़ती है, ध्रुवीकरण नियंत्रण में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा:
विवरण पर उचित ध्यान और अपेक्षाकृत सरल उपकरणों के साथ, ध्रुवीकरण-रखरखाव फाइबर तकनीक दूरसंचार, संवेदन और लेजर अनुप्रयोगों में अगली पीढ़ी की ऑप्टिकल प्रणालियों के लिए जबरदस्त क्षमता प्रदान करती है।
