قطبی شدن حفظ فیبر پیشرفت های دقیق اپلیکیشن های نوری

در دنیای پیچیده فیبر نوری، یک جزء تخصصی نقش مهمی دارد که اغلب نادیده گرفته می شود: فیبر قطبی (PM Fiber).این تکنولوژی پیشرفته نوری به عنوان ستون فقرات برای بسیاری از برنامه های کاربردی دقیق که کنترل حالت قطبی شدن نور بسیار مهم است.

نور که از طریق فیبر نوری معمولی حرکت می کند مانند یک رقصنده غیر قابل پیش بینی است. حالت قطبی شدن آن به دلیل نقص های ذاتی فیبر به طور مداوم تغییر می کند.این عدم ثبات قطبی از پدیده ای به نام دو شکاف ناشی می شود، جایی که نور به دو جزء تقسیم می شود که با سرعت های مختلف با جهت های قطبی متفاوت سفر می کنند.

دو مرتبه نقض به این دلیل رخ می دهد که:

• فرایندهای تولیدی ناهمگونی های میکروسکوپی در هندسه فیبر ایجاد می کنند
• استرس های داخلی در طول تولید ایجاد می شود
• عوامل محیطی مانند دما و خم شدن بر تکثیر تاثیر می گذارند

به جای از بین بردن دوقطعه کشی، فیبر حفظ کننده قطبگیری عمداً یک دوقطعه کشی کنترل شده و قوی را برای قفل نور در یک حالت قطبگیری خاص معرفی می کند.این روش چیزی را ایجاد می کند که به عنوان فیبر با ثقل دو طرفه (HIBI Fiber) شناخته می شود..

کلید در این است که این دو شکاف را به گونه ای آشکار کنیم که اختلال های خارجی نمی توانند به راحتی نور را بین حالت های قطبی کردن جفت کنند.این مقدار توسط طول ضربان قطبی شدن مشخص می شود، فاصله ای که در آن تفاوت فاز بین حالت ها به 2π می رسد.. طول ضربان کوتاه تر نشان دهنده حفظ قطبی شدن قوی تر است.

چندین طرح هوشمندانه این دو شکاف کنترل شده را به دست می آورند:

گسترده ترین طراحی شامل میله های اعمال فشار (معمولاً شیشه ی بورون دار) است که به صورت تقارن در کنار هسته قرار دارند.این میله ها وقتی که فیبر کشیده می شود، فشار مکانیکی جهت دار ایجاد می کنند، شبيه به باند هاي لاستيکي که از يه چوب بامبو مي کشند.

این تغییرات عناصر استرس را به هسته نزدیک تر در یک پیکربندی مشخص bow-tie قرار می دهد، تولید حتی دو بار شکنندگی قوی تر از طریق توزیع استرس بهینه شده.

روش های دیگر شامل:

• الیپتیکال فیبر پوششی که باعث ایجاد فشار نامتقارن می شود
• فیبرهای هسته بیضوی که باعث دو شکلی شدن شکل می شوند
• فیبر های کریستالی فوتونیک با الگوهای سوراخ هوایی نامتقارن

ثبات قطبی فیبر PM باعث می شود که برای:

این سیستم های ناوبری برای اندازه گیری چرخش به اثر Sagnac متکی هستند. ثبات قطبی شدن به طور مستقیم بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد.

اندازه گیری دقیق پارامترهای فیزیکی مانند فشار، درجه حرارت و فشار نیاز به حالت قطبی پایدار برای حفظ یکپارچگی سیگنال دارد.

برخی از پیکربندی های لیزر نیاز به قطبی شدن کنترل شده برای ویژگی های خروجی خاص دارند که از طریق ادغام فیبر PM قابل دستیابی است.

در حالی که قدرتمند است، فیبر PM محدودیت هایی دارد:

• هزینه های تولید بالاتر در مقایسه با فیبر استاندارد
• در دسترس بودن محدود برای انواع خاص فیبر
• به طور کلی از دست دادن تکثیر بالاتر
• الزامات تراز دقیق در طول نصب

نسبت انقراض قطبی شدن که اندازه گیری می کند که چگونه قطبی شدن به طور موثر حفظ می شود، می تواند به دلیل تراز نامکمل یا اتصال حالت باقیمانده کاهش یابد.برخی از کاربردهای مکمل فیبر PM با قطبی کننده های اضافی برای افزایش عملکرد.

هدف پیشرفت های مداوم این است که:

• توسعه فیبرهای PM با معیارهای عملکرد بهبود یافته
• کاهش هزینه های تولید برای پذیرش گسترده تر
• گسترش طیف وسیعی از انواع فیبر PM موجود
• قابلیت های سنجش اضافی را ادغام کنید

با پیشرفت تکنولوژی های نوری در زمینه هایی مانند محاسبات کوانتومی، تصویربرداری زیست پزشکی و سنجش پیشرفته،فیبر های قطبی کننده همچنان نقش مهمی در کنترل دقیق خواص اساسی نور خواهند داشت.