Włókno o wysokiej bifringencji zwiększa precyzję żyroskopów światłowodowych

Gdy sygnały świetlne przemieszczają się przez światłowody, zachowanie ich stanu polaryzacji staje się kluczowe dla integralności sygnału. Jest to szczególnie istotne w precyzyjnych zastosowaniach, takich jak żyroskopy światłowodowe (FOG), gdzie stabilność polaryzacji bezpośrednio wpływa na wydajność. Technologia światłowodów o wysokiej dwójłomności (HiBi) stanowi skuteczne rozwiązanie tego wyzwania, zachowując pierwotny stan polaryzacji sygnałów świetlnych podczas transmisji.

Włókno HiBi wyróżnia się unikalnymi właściwościami współczynnika załamania światła. W przeciwieństwie do konwencjonalnych włókien, włókna HiBi wykazują znacznie różne współczynniki załamania światła wzdłuż dwóch prostopadłych osi - zwykle nazywanych osią szybką i wolną w optyce światłowodowej. Ta zaprojektowana różnica współczynnika załamania światła tworzy odrębne ścieżki transmisji dla sygnałów świetlnych, skutecznie zapobiegając sprzężeniu modów polaryzacji i zachowując integralność sygnału.

Wysoka dwójłomność jest osiągana dzięki specjalnym konstrukcjom włókien, które wprowadzają asymetrię strukturalną lub naprężenia. Typowe typy włókien HiBi obejmują włókna PANDA i Bow-Tie, które zawierają wewnętrzne elementy naprężające, które tworzą znaczne różnice współczynnika załamania światła między osiami. Ta konstrukcja zapewnia, że światło rozchodzi się z różnymi prędkościami wzdłuż każdej osi, skutecznie tłumiąc sprzężenie modów polaryzacji.

Żyroskopy światłowodowe, które mierzą prędkość obrotową za pomocą efektu Sagnaca, stanowią jedno z najbardziej wymagających zastosowań dla włókien HiBi. Te precyzyjne instrumenty, szeroko stosowane w systemach lotniczych i nawigacyjnych, wymagają wyjątkowej stabilności polaryzacji, aby zachować dokładność pomiaru. Jakakolwiek zmiana stanu polaryzacji może zniekształcić sygnał interferencyjny Sagnaca i pogorszyć wydajność.

Włókna HiBi rozwiązują te wyzwania, minimalizując dryft polaryzacji i zmniejszając wrażliwość na czynniki środowiskowe, takie jak wahania temperatury i wibracje mechaniczne. Skutkuje to poprawą precyzji pomiaru i długoterminową niezawodnością systemów FOG.

Wiodący producenci oferują specjalistyczne produkty z włókien HiBi o odrębnych cechach:

• Wyjątkowa dwójłomność dla doskonałego zachowania polaryzacji
• Minimalna strata transmisji w celu zachowania siły sygnału
• Zwiększona niezawodność dzięki zaawansowanym procesom produkcyjnym
• Konstrukcje konfigurowalne dla specyficznych wymagań aplikacji

Te specjalistyczne włókna znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach, w tym w czujnikach optycznych, telekomunikacji i systemach laserowych. Warianty produktów obejmują:

• Włókna utrzymujące polaryzację zoptymalizowane pod kątem żyroskopów
• Włókna HiBi przędzone ze zredukowanym sprzężeniem modów polaryzacji
• Standardowe włókna utrzymujące polaryzację do zastosowań ogólnych
• Warianty powlekane poliimidem odporne na wysokie temperatury
• Konstrukcje rdzeni z czystego krzemionki o niskich stratach

Uzupełniające produkty w tej przestrzeni technologicznej obejmują specjalistyczne włókna domieszkowane do wzmacniania optycznego i zastosowań laserowych, a także włókna utrzymujące polaryzację klasy telekomunikacyjnej do systemów komunikacyjnych.

W miarę jak technologie optyczne wciąż się rozwijają, włókna HiBi pozostają niezbędnymi komponentami dla zastosowań wymagających precyzyjnej kontroli polaryzacji. Ich rozwój wciąż wspiera innowacje w precyzyjnych pomiarach, czujnikach i systemach komunikacyjnych.