कल्पना कीजिए कि दो प्रकाश तरंगें एक ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से अलग-अलग दिशाओं में दौड़ती हैं। फाइबर सामग्री के अद्वितीय गुणों के कारण, वे एक ही गति से यात्रा नहीं करते हैं।तेज तरंग धीरे-धीरे धीमी तरंग को पीछे खींचती है, जिससे उनकी सापेक्ष स्थिति (चरण अंतर) लगातार बदलती रहती है। एक निश्चित दूरी के बाद, वे अपने मूल पदों पर फिर से संरेखित हो जाते हैं, जैसे धावक एक ट्रैक के चारों ओर लूप पूरा करते हैं।यह "लूप दूरी" है कि वैज्ञानिकों को "ध्रुवीकरण बीट लंबाई" कहते हैं. "
जबकि यह शब्द तकनीकी लग सकता है, ध्रुवीकरण बीट लंबाई फाइबर ऑप्टिक संचार में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह फाइबर के "मोर्स कोड" की तरह काम करता है," सामग्री गुणों के बारे में रहस्यों का खुलासा करते हैं जो सिग्नल संचरण गुणवत्ता को प्रभावित करते हैंआज हम इस मौलिक अवधारणा की जांच करेंगे कि यह क्या है, यह क्यों मायने रखता है और शोधकर्ताओं ने इसे कैसे मापा है।
ध्रुवीकरण धड़कन की लंबाई को समझने के लिए, हमें पहले कई प्रमुख अवधारणाओं को समझना होगा:
जब दो ध्रुवीकृत तरंगें द्विभंगशील पदार्थ के माध्यम से यात्रा करती हैं, तो उनकी अलग-अलग गति एक बढ़ते चरण अंतर पैदा करती है। एक बीट लंबाई (एलपी) का प्रसार करने के बाद,यह अंतर एक पूर्ण 2π चक्र (360°) पूरा करता है, लहरों को उनके मूल संरेखण में वापस लाता है। यह दूरी निम्न द्वारा परिभाषित की जाती हैः
Lp = λ / Δn
जहां λ वैक्यूम तरंग दैर्ध्य है और Δn द्विभंग है (ध्रुवीकरण अक्षों के बीच अपवर्तक सूचकांक अंतर) । अनिवार्य रूप से,बीट लंबाई एक पूर्ण चरण चक्र पूरा करने के लिए ध्रुवीकृत तरंगों के लिए आवश्यक दूरी का प्रतिनिधित्व करता है.
यह पैरामीटर कई डोमेन में महत्व रखता हैः
आदर्श फाइबर ध्रुवीकरण से प्रभावित सिग्नल प्रसारित करेंगे. हालांकि, वास्तविक दुनिया में अपूर्णताओं और तनाव द्विभंग पैदा करते हैं जो ध्रुवीकरण की स्थिति को बदलते हैं, सिग्नल को कम करने का कारण बनते हैं,विकृतिकम बीट की लंबाई से संकेत मिलता है कि अधिक मजबूत द्वि-अवरोध और तेजी से ध्रुवीकरण परिवर्तन होते हैं, जिससे विश्वसनीय संचार के लिए बीट की लंबाई नियंत्रण महत्वपूर्ण हो जाता है।
इंजीनियरों ने ध्रुवीकरण अवस्थाओं को "लॉक" करने के लिए जानबूझकर उच्च द्विभंग के साथ पीएमएफ विकसित किया। यहां, बीट लंबाई एक प्रमुख प्रदर्शन मीट्रिक बन जाती है।
तापमान, दबाव और यांत्रिक तनाव के प्रति बीट लंबाई की संवेदनशीलता सटीक सेंसर को सक्षम करती है।पुलों के चारों ओर लिपटे हुए फाइबर बीट लंबाई भिन्नताओं के माध्यम से संरचनात्मक स्वास्थ्य की निगरानी कर सकते हैं.
ध्रुवीकरण अवस्थाएं गैर-रैखिक ऑप्टिकल प्रभावों को प्रभावित करती हैं। बीट लंबाई को नियंत्रित करने से आवृत्ति रूपांतरण या ऑप्टिकल स्विचिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलन की अनुमति मिलती है।
ध्रुवीकरण धड़कन की लंबाई निर्धारित करने के लिए शोधकर्ता कई तरीकों का उपयोग करते हैंः
यह दृष्टिकोण फाइबर प्रसार के बाद ध्रुवीकृत तरंगों के बीच हस्तक्षेप पैटर्न का विश्लेषण करता है। फ्रिंज रिक्ति सीधे बीट लंबाई के साथ सहसंबंधित है।
ब्रॉडबैंड प्रकाश (उदाहरण के लिए, एल ई डी से) द्विभंगकारी फाइबर में तरंग दैर्ध्य-निर्भर चरण शिफ्ट विकसित करता है।इस प्रकाश को ध्रुवीकरण के माध्यम से पारित करने से आवधिक वर्णक्रमीय विशेषताएं उत्पन्न होती हैं जिनकी दूरी धड़कन की लंबाई को प्रकट करती है:
Lp = λ1 * λ2 / (n_eff * (λ2 - λ1))
अल्ट्राफास्ट लेजर पल्स फाइबर में ध्रुवीकरण-मोड फैलाव (पीएमडी) का अनुभव करते हैं, ध्रुवीकरण घटकों के बीच मापने योग्य समय देरी पैदा करते हैं जो उच्च परिशुद्धता के साथ बीट लंबाई को इंगित करते हैं।
इस तकनीक ने पीछे से बिखरे ध्रुवीकृत प्रकाश का विश्लेषण करके पूरे फाइबर की लंबाई के साथ लंबाई भिन्नताओं को हराया है, जिससे वितरित संवेदन अनुप्रयोगों को सक्षम बनाया गया है।
यह गैर-रैखिक प्रभाव बिखरे हुए प्रकाश आवृत्ति को सामग्री तनाव से जोड़ता है। आवृत्ति शिफ्ट को मापकर, शोधकर्ता तनाव वितरण और संबंधित बीट लंबाई को गैर-विनाशकारी रूप से प्राप्त कर सकते हैं।
कई चर इस पैरामीटर को प्रभावित करते हैंः
जैसे-जैसे फाइबर नेटवर्क विकसित होते हैं, बीट लंबाई अनुसंधान पर ध्यान केंद्रित करता हैः
टेराबिट संचार को सक्षम करने से लेकर महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे की सुरक्षा तक, ध्रुवीकरण बीट लंबाई फोटोनिक नवाचार की आधारशिला बनी हुई है।
कल्पना कीजिए कि दो प्रकाश तरंगें एक ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से अलग-अलग दिशाओं में दौड़ती हैं। फाइबर सामग्री के अद्वितीय गुणों के कारण, वे एक ही गति से यात्रा नहीं करते हैं।तेज तरंग धीरे-धीरे धीमी तरंग को पीछे खींचती है, जिससे उनकी सापेक्ष स्थिति (चरण अंतर) लगातार बदलती रहती है। एक निश्चित दूरी के बाद, वे अपने मूल पदों पर फिर से संरेखित हो जाते हैं, जैसे धावक एक ट्रैक के चारों ओर लूप पूरा करते हैं।यह "लूप दूरी" है कि वैज्ञानिकों को "ध्रुवीकरण बीट लंबाई" कहते हैं. "
जबकि यह शब्द तकनीकी लग सकता है, ध्रुवीकरण बीट लंबाई फाइबर ऑप्टिक संचार में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह फाइबर के "मोर्स कोड" की तरह काम करता है," सामग्री गुणों के बारे में रहस्यों का खुलासा करते हैं जो सिग्नल संचरण गुणवत्ता को प्रभावित करते हैंआज हम इस मौलिक अवधारणा की जांच करेंगे कि यह क्या है, यह क्यों मायने रखता है और शोधकर्ताओं ने इसे कैसे मापा है।
ध्रुवीकरण धड़कन की लंबाई को समझने के लिए, हमें पहले कई प्रमुख अवधारणाओं को समझना होगा:
जब दो ध्रुवीकृत तरंगें द्विभंगशील पदार्थ के माध्यम से यात्रा करती हैं, तो उनकी अलग-अलग गति एक बढ़ते चरण अंतर पैदा करती है। एक बीट लंबाई (एलपी) का प्रसार करने के बाद,यह अंतर एक पूर्ण 2π चक्र (360°) पूरा करता है, लहरों को उनके मूल संरेखण में वापस लाता है। यह दूरी निम्न द्वारा परिभाषित की जाती हैः
Lp = λ / Δn
जहां λ वैक्यूम तरंग दैर्ध्य है और Δn द्विभंग है (ध्रुवीकरण अक्षों के बीच अपवर्तक सूचकांक अंतर) । अनिवार्य रूप से,बीट लंबाई एक पूर्ण चरण चक्र पूरा करने के लिए ध्रुवीकृत तरंगों के लिए आवश्यक दूरी का प्रतिनिधित्व करता है.
यह पैरामीटर कई डोमेन में महत्व रखता हैः
आदर्श फाइबर ध्रुवीकरण से प्रभावित सिग्नल प्रसारित करेंगे. हालांकि, वास्तविक दुनिया में अपूर्णताओं और तनाव द्विभंग पैदा करते हैं जो ध्रुवीकरण की स्थिति को बदलते हैं, सिग्नल को कम करने का कारण बनते हैं,विकृतिकम बीट की लंबाई से संकेत मिलता है कि अधिक मजबूत द्वि-अवरोध और तेजी से ध्रुवीकरण परिवर्तन होते हैं, जिससे विश्वसनीय संचार के लिए बीट की लंबाई नियंत्रण महत्वपूर्ण हो जाता है।
इंजीनियरों ने ध्रुवीकरण अवस्थाओं को "लॉक" करने के लिए जानबूझकर उच्च द्विभंग के साथ पीएमएफ विकसित किया। यहां, बीट लंबाई एक प्रमुख प्रदर्शन मीट्रिक बन जाती है।
तापमान, दबाव और यांत्रिक तनाव के प्रति बीट लंबाई की संवेदनशीलता सटीक सेंसर को सक्षम करती है।पुलों के चारों ओर लिपटे हुए फाइबर बीट लंबाई भिन्नताओं के माध्यम से संरचनात्मक स्वास्थ्य की निगरानी कर सकते हैं.
ध्रुवीकरण अवस्थाएं गैर-रैखिक ऑप्टिकल प्रभावों को प्रभावित करती हैं। बीट लंबाई को नियंत्रित करने से आवृत्ति रूपांतरण या ऑप्टिकल स्विचिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलन की अनुमति मिलती है।
ध्रुवीकरण धड़कन की लंबाई निर्धारित करने के लिए शोधकर्ता कई तरीकों का उपयोग करते हैंः
यह दृष्टिकोण फाइबर प्रसार के बाद ध्रुवीकृत तरंगों के बीच हस्तक्षेप पैटर्न का विश्लेषण करता है। फ्रिंज रिक्ति सीधे बीट लंबाई के साथ सहसंबंधित है।
ब्रॉडबैंड प्रकाश (उदाहरण के लिए, एल ई डी से) द्विभंगकारी फाइबर में तरंग दैर्ध्य-निर्भर चरण शिफ्ट विकसित करता है।इस प्रकाश को ध्रुवीकरण के माध्यम से पारित करने से आवधिक वर्णक्रमीय विशेषताएं उत्पन्न होती हैं जिनकी दूरी धड़कन की लंबाई को प्रकट करती है:
Lp = λ1 * λ2 / (n_eff * (λ2 - λ1))
अल्ट्राफास्ट लेजर पल्स फाइबर में ध्रुवीकरण-मोड फैलाव (पीएमडी) का अनुभव करते हैं, ध्रुवीकरण घटकों के बीच मापने योग्य समय देरी पैदा करते हैं जो उच्च परिशुद्धता के साथ बीट लंबाई को इंगित करते हैं।
इस तकनीक ने पीछे से बिखरे ध्रुवीकृत प्रकाश का विश्लेषण करके पूरे फाइबर की लंबाई के साथ लंबाई भिन्नताओं को हराया है, जिससे वितरित संवेदन अनुप्रयोगों को सक्षम बनाया गया है।
यह गैर-रैखिक प्रभाव बिखरे हुए प्रकाश आवृत्ति को सामग्री तनाव से जोड़ता है। आवृत्ति शिफ्ट को मापकर, शोधकर्ता तनाव वितरण और संबंधित बीट लंबाई को गैर-विनाशकारी रूप से प्राप्त कर सकते हैं।
कई चर इस पैरामीटर को प्रभावित करते हैंः
जैसे-जैसे फाइबर नेटवर्क विकसित होते हैं, बीट लंबाई अनुसंधान पर ध्यान केंद्रित करता हैः
टेराबिट संचार को सक्षम करने से लेकर महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे की सुरक्षा तक, ध्रुवीकरण बीट लंबाई फोटोनिक नवाचार की आधारशिला बनी हुई है।
