Panda Fiber Meningkatkan Stabilitas Optik Melalui Rekayasa Tegangan

Bayangkan sinyal cahaya yang bergerak melalui serat optik seperti barisan marching band yang disiplin yang harus mempertahankan formasi sempurna untuk mencapai tujuannya secara akurat. Pada kenyataannya, berbagai gangguan di dalam serat dapat mengubah keadaan polarisasi sinyal cahaya, menyebabkan hilangnya informasi atau kesalahan. Apakah ada solusi serat yang dapat menambatkan polarisasi cahaya sekuat "Jarum Ilahi Dinghai" yang legendaris? Jawabannya terletak pada serat PANDA.

Serat PANDA, singkatan dari Polarization-maintaining AND Absorption-reducing fiber (Serat Penjaga Polarisasi DAN Pengurang Penyerapan), dikembangkan oleh perusahaan Fujikura Jepang. Serat optik khusus ini telah mendapatkan perhatian dalam komunikasi serat optik dan aplikasi penginderaan karena kemampuan penjaga polarisasinya yang luar biasa.

Kunci kinerja serat PANDA terletak pada strukturnya yang unik yang menampilkan dua bagian pemberi tegangan (SAP) simetris di kedua sisi inti serat. Zona tegangan ini, biasanya terbuat dari bahan yang didoping boron, memiliki koefisien ekspansi termal yang sangat berbeda dibandingkan dengan bahan inti. Ketika didinginkan hingga suhu ruangan selama pembuatan, ketidakcocokan ini menciptakan tegangan lateral yang kuat pada inti.

Mekanisme tegangan ini secara efektif "melindungi" inti, menginduksi birefringence—suatu fenomena di mana cahaya mengalami indeks bias yang berbeda tergantung pada arah polarisasinya. Serat menetapkan sumbu cepat dan lambat yang berbeda untuk perambatan cahaya. Ketika cahaya terpolarisasi linier sejajar dengan salah satu sumbu, keadaan polarisasinya tetap stabil selama transmisi.

• Pemeliharaan polarisasi yang unggul: Secara efektif mencegah hanyutnya polarisasi, memastikan integritas sinyal
• Atenuasi sinyal rendah: Dirancang untuk transmisi jarak jauh yang efisien
• Konektivitas yang sangat baik: Dioptimalkan untuk penyambungan dan kompatibilitas konektor
• Penerapan yang luas: Digunakan dalam giroskop serat optik, sensor arus, komunikasi koheren, dan sistem kuantum

Fujikura menawarkan beberapa konfigurasi serat PANDA yang dibedakan oleh tiga karakteristik utama:

Lapisan pelindung menentukan ketahanan mekanis dan ketahanan lingkungan:

• Resin yang diawetkan UV: Lapisan standar yang menawarkan ketahanan abrasi dan perlindungan kelembaban
• Komposit elastomer resin/poliester UV: Menggabungkan kekakuan dengan fleksibilitas untuk meningkatkan toleransi tekukan
• Polimida: Lapisan berkinerja tinggi untuk suhu ekstrem dan ketahanan kimia

Mulai dari 5mm hingga 30mm, parameter ini menentukan fleksibilitas pemasangan, dengan nilai yang lebih kecil menunjukkan kelenturan yang lebih besar.

Serat PANDA mendukung transmisi di beberapa pita spektral:

• Pita telekomunikasi: 850nm, 1310nm, 1550nm (paling umum)
• Pita khusus: 980nm (amplifier), 1400nm (penginderaan)
• Cahaya tampak: 630nm (merah), 530nm (hijau), 480nm (biru)
• Spektrum UV: 410nm untuk aplikasi khusus

Konvensi penamaan mengungkapkan spesifikasi utama:

• SM15-PS-U25D: Mode tunggal, 1550nm, penjaga polarisasi, dilapisi UV (250µm)
• SRSM15-PX-U25D-H: Varian mode tunggal yang tidak peka terhadap tekukan, berkinerja tinggi
• SM15-PS-H90D: Dilapisi polimida (900µm) untuk lingkungan yang keras

Stabilitas polarisasi serat PANDA memungkinkan fungsi penting dalam:

• Sistem navigasi: Giroskop serat optik untuk pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa
• Pemantauan daya: Sensor arus dengan akurasi tinggi untuk jaringan listrik
• Komunikasi yang aman: Sistem distribusi kunci kuantum
• Instrumentasi presisi: Sensor interferometrik dan sistem laser

Teknologi serat khusus ini terus memungkinkan kemajuan di seluruh sektor telekomunikasi, pertahanan, energi, dan penelitian ilmiah, yang menunjukkan bagaimana rekayasa material dapat memecahkan tantangan mendasar dalam transmisi gelombang cahaya.