پیشرفت‌های فناوری فیبر با دوشکستی بالا، سیستم‌های ارتباطی جهانی را ارتقا می‌دهد.

یک سیستم ارتباطی فیبر نوری را تصور کنید که تحت تاثیر نوسانات دمایی قرار نگیرد، با ثبات سیگنال سنگ شکن و بهره وری قابل توجهی در انتقال.اين ديگه يه روياي دور نيستفن آوری فیبر دو فرقی بالا به عنوان موتور قدرتمند برای تحقق این چشم انداز عمل می کند.ارائه راه حل هایی برای مشکلات قطبی در فیبر های معمولی در حالی که عملکرد استثنایی در لیزرهای فیبر و سنسورهای فیبر را نشان می دهد.

دو فرقی زمانی رخ می دهد که نور که از طریق رسانه های خاص گسترش می یابد به دو پرتو تقسیم می شود که با سرعت های مختلف در امتداد جهت قطب بندی عمودی حرکت می کنند. در فیبر نوری،این پدیده باعث تغییر در حالت قطبی شدن سیگنال می شود که می تواند کیفیت ارتباطات را به خطر بیندازد.فیبر های دو فرنگ استفاده از طرح های تخصصی و مواد به طور عمدی ایجاد و کنترل این اثر برای مدیریت دقیق سیگنال نوری.

اهمیت فیبرهای دو شکاف در چندین زمینه کلیدی آشکار می شود:

• حفظ قطب بندی:بر خلاف فیبر های تک حالت معمولی که تغییرات قطبی تصادفی به دلیل تغییرات دمایی و استرس مکانیکی رخ می دهد،فیبرهای دوقطبی برای انتقال قابل اعتماد سیگنال حالت قطبی پایدار را حفظ می کنند.
• اجزای با کارایی بالا:این فیبر ها به عنوان مواد حیاتی برای تولید دستگاه های نوری پیشرفته از جمله کنترل کننده های قطبی، تقسیم کننده های پرتو و فیلترهای نوری با برنامه های کاربردی در سراسر ارتباطات مخابراتی استفاده می شوند.,حسگرها و سیستم های لیزری
• کاربردهای تخصصی:از طریق طراحی استراتژیک پارامترهای ساختاری،فیبرهای دوقطبی قابلیت های نوری منحصر به فرد مانند جبران پراکندگی و اثرات غیرخطی پیشرفته را برای نیازهای عملیاتی متنوع فراهم می کنند..

فیبر کریستال فوتونیک نشان دهنده یک پیشرفت در فن آوری فیبر است که شامل میکروسروکتورهای دوره ای (معمولا سوراخ های هوا) برای دستکاری ویژگی های گسترش نور است.PCF مزایای استثنایی از جمله خواص پراکندگی سفارشی را ارائه می دهد، ضریب های غیر خطی بالا و دو فرگشت برتر - که آن را برای کاربردهای فیبر دو فرگشت با عملکرد بالا ایده آل می کند.

در مقایسه با فیبر های دودبخش سنتی، PCF ارائه می دهد:

• ارتقاي بيريفرينگانس:کنترل دقیق بر ابعاد سوراخ های هوا و تنظیمات باعث می شود که مقدار دو فرگشت به مراتب بزرگتر از فیبر های معمولی باشد.
• ثبات دمایی:بر خلاف فیبرهای سنتی که قطبی شدن را حفظ می کنند که به مواد شیشه ای با ضریب گسترش حرارتی متفاوت متکی هستند، دوقطبی PCF از ساختارهای هندسی ناشی می شود،تضمین مقاومت درجه حرارت برتر.
• انعطاف پذیری طراحی:درجه بالا از آزادی طراحی PCF اجازه می دهد پارامترهای ساختاری سفارشی برای دستیابی به توابع نوری تخصصی.

مقدار دو فرقی را می توان از طریق چندین پارامتر اندازه گیری کرد، که تفاوت شاخص کسر و طول ضربان بیشتر شایع است:

• تفاوت شاخص کسر (B):نشان دهنده انحراف شاخص کسر موثر بین جهت های قطبی شدن است: B = n_eff_x - n_eff_y. مقادیر بزرگتر نشان دهنده اثرات دوقطبی قوی تر است.
• طول ضرب (L_B):فاصله انتشار مورد نیاز برای یک تفاوت فاز 2π بین حالت های قطبی: L_B = λ / B. طول ضربات کوتاه تر با دوقطبی قوی تر مطابقت دارد.

پارامترهای اضافی مانند تفاوت تأخیر گروه و پراکندگی حالت قطبی شدن، دو شکاف را برای کاربردهای خاص مشخص می کنند.

• ساختار هندسی:طراحی قطعه لیزری به طور قابل توجهی بر دوقطاعی تاثیر می گذارد. در PCF ها، پیکربندی سوراخ هوا به طور حیاتی بر این خاصیت تأثیر می گذارد.
• استرس مواد:فشارهای داخلی باعث ایجاد اثرات دو شکاف می شود، همانطور که در فیبر های سنتی استقطاب کننده که می توانند میله های فشاری را در خود جای دهند، نشان داده شده است.
• اثرات دما:گسترش حرارتی هر دو ساختار هندسی و شاخص های شکنندگی مواد را تغییر می دهد و بر دو شکاف در برنامه های کاربردی حساس به ثبات تأثیر می گذارد.
• وابستگی طول موج:بیریفرینژن معمولاً با طول موج (پراکندگی) متفاوت است و نیاز به بررسی برای پیاده سازی پهن باند دارد.

• ارتباطات فیبر نوری:به طور موثر پراکندگی حالت قطبی (PMD) را سرکوب می کند تا عملکرد انتقال با سرعت بالا را افزایش دهد.
• لیزرهای فیبر:سیستم های لیزری قطبی محصور شده را قادر می سازد که خروجی قطبی پایدار را برای اندازه گیری دقیق و کاربردهای پردازش مواد تولید می کند.
• سنسورهای فیبر نوری:توسعه حسگرهای بسیار حساس برای نظارت بر دمای، فشار و فشار در زمینه های زیست محیطی و پزشکی را تسهیل می کند.
• اپتیک غیر خطی:اثرات نطقی نطفی را برای دستگاه هایی از جمله سوئیچ های نطفی، محدود کننده ها و تقویت کننده های پارامتریک در پردازش اطلاعات فوتونیک و سیستم های ارتباطی کوانتومی افزایش می دهد.

• تفاوت شاخص انكسار:B = n_eff_x - n_eff_y رابطه اساسی بین شاخص های شکستگی جهت قطبی شدن را ایجاد می کند.
• اثرات استرس:فرمول های n_x = β_x / k = n_x0 - C_1 σ^x - C_2 (σ^y + σ^z) و n_y = β_y / k = n_y0 - C_1 σ^y - C_2 (σ^z + σ^x) تغییرات شاخص کسر ناشی از استرس را توصیف می کنند.
• محاسبه استرس موثر:σ^s = ∫0^(2π) ∫0^∞ σ_s(r, θ) ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ ∫0^∞ (s=x,y,z) توزیع متوسط فشارهای وزن شده را تعیین می کند.
• فشار باعث نقض قانون می شود:B_s = (C_2 - C_1) (σ^x - σ^y) نشان دهنده رابطه متناسب بین تفاوت های فشرده سازی و دو شکاف حاصل می شود.
• نقض قانون مدال:B = (β_x - β_y) / k = δβ / k نشان دهنده تفاوت های ثابت قطبی شدن جهت گسترش است.
• اثرات ناشی از خم شدن:B = n_fast - n_slow = -α (d_fiber / D_cylinder) ^2 دو شکاف مرتبط با منحنی را اندازه گیری می کند.

• مواد جدید:اکتشاف شیشه های chalcogenide و tellurite برای بهبود ویژگی های عملکرد.
• ساختارهای پیشرفته:توسعه طرح های PCF چند هسته ای و ناهمگن برای عملکرد بهبود یافته.
• ادغام سیستم:ادغام با سایر اجزای نوری برای سیستم های فشرده و کارآمد.
• بهینه سازی هوشمند:پیاده سازی تکنیک های هوش مصنوعی برای طراحی دقیق و فرآیندهای تولید

تکنولوژی فیبر دو فرقی بالا همچنان نوآوری را در ارتباطات نوری و سیستم های فوتونیک هدایت می کند و قابلیت های تحولآمیز را برای برنامه های نسل بعدی ارائه می دهد.