ลองจินตนาการถึงสัญญาณแสงที่เดินทางผ่านใยแก้วนำแสงเหมือนวงโยธวาทิตที่ต้องรักษารูปแบบที่สมบูรณ์แบบเพื่อให้ไปถึงปลายทางได้อย่างแม่นยำ ในความเป็นจริง การรบกวนต่างๆ ภายในเส้นใยสามารถเปลี่ยนแปลงสถานะโพลาไรเซชันของสัญญาณแสง ทำให้เกิดการสูญเสียข้อมูลหรือข้อผิดพลาด มีโซลูชันเส้นใยที่สามารถยึดโพลาไรเซชันของแสงได้อย่างมั่นคงเหมือนกับ "เข็มทิศศักดิ์สิทธิ์ Dinghai" ในตำนานหรือไม่ คำตอบอยู่ที่เส้นใย PANDA
เส้นใย PANDA ซึ่งเป็นคำย่อของ Polarization-maintaining AND Absorption-reducing fiber (เส้นใยรักษาโพลาไรเซชันและลดการดูดกลืน) พัฒนาโดยบริษัท Fujikura ของญี่ปุ่น เส้นใยนำแสงชนิดพิเศษนี้ได้รับความโดดเด่นในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงและการใช้งานด้านการตรวจจับเนื่องจากความสามารถในการรักษาโพลาไรเซชันที่ยอดเยี่ยม
กุญแจสำคัญสู่ประสิทธิภาพของเส้นใย PANDA อยู่ที่โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีส่วนที่ใช้ความเครียด (SAPs) สองส่วนที่สมมาตรทั้งสองด้านของแกนกลางของเส้นใย โซนความเครียดเหล่านี้ ซึ่งโดยทั่วไปทำจากวัสดุที่เจือด้วยโบรอน มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันอย่างมากเมื่อเทียบกับวัสดุแกนกลาง เมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิห้องในระหว่างการผลิต ความคลาดเคลื่อนนี้จะสร้างความเครียดด้านข้างที่ทรงพลังบนแกนกลาง
กลไกความเครียดนี้จะ "เสริมเกราะ" แกนกลางอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดการหักเหสองเท่า ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่แสงสัมผัสกับดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับทิศทางโพลาไรเซชัน เส้นใยสร้างแกนเร็วและแกนช้าที่แตกต่างกันสำหรับการแพร่กระจายของแสง เมื่อแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นสอดคล้องกับแกนใดแกนหนึ่ง สถานะโพลาไรเซชันจะยังคงเสถียรตลอดการส่งผ่าน
Fujikura นำเสนอการกำหนดค่าเส้นใย PANDA หลายแบบที่แตกต่างกันด้วยลักษณะหลักสามประการ:
การเคลือบป้องกันจะกำหนดความแข็งแรงทางกลและความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม:
มีตั้งแต่ 5 มม. ถึง 30 มม. พารามิเตอร์นี้จะกำหนดความยืดหยุ่นในการติดตั้ง โดยค่าที่น้อยกว่าจะบ่งบอกถึงความยืดหยุ่นที่มากขึ้น
เส้นใย PANDA รองรับการส่งข้อมูลในหลายแถบสเปกตรัม:
รูปแบบการตั้งชื่อเผยให้เห็นข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ:
ความเสถียรของโพลาไรเซชันของเส้นใย PANDA ช่วยให้สามารถทำงานที่สำคัญได้ใน:
เทคโนโลยีเส้นใยพิเศษนี้ยังคงช่วยให้เกิดความก้าวหน้าในภาคส่วนต่างๆ เช่น โทรคมนาคม การป้องกันประเทศ พลังงาน และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวิศวกรรมวัสดุสามารถแก้ปัญหาพื้นฐานในการส่งคลื่นแสงได้อย่างไร
ลองจินตนาการถึงสัญญาณแสงที่เดินทางผ่านใยแก้วนำแสงเหมือนวงโยธวาทิตที่ต้องรักษารูปแบบที่สมบูรณ์แบบเพื่อให้ไปถึงปลายทางได้อย่างแม่นยำ ในความเป็นจริง การรบกวนต่างๆ ภายในเส้นใยสามารถเปลี่ยนแปลงสถานะโพลาไรเซชันของสัญญาณแสง ทำให้เกิดการสูญเสียข้อมูลหรือข้อผิดพลาด มีโซลูชันเส้นใยที่สามารถยึดโพลาไรเซชันของแสงได้อย่างมั่นคงเหมือนกับ "เข็มทิศศักดิ์สิทธิ์ Dinghai" ในตำนานหรือไม่ คำตอบอยู่ที่เส้นใย PANDA
เส้นใย PANDA ซึ่งเป็นคำย่อของ Polarization-maintaining AND Absorption-reducing fiber (เส้นใยรักษาโพลาไรเซชันและลดการดูดกลืน) พัฒนาโดยบริษัท Fujikura ของญี่ปุ่น เส้นใยนำแสงชนิดพิเศษนี้ได้รับความโดดเด่นในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงและการใช้งานด้านการตรวจจับเนื่องจากความสามารถในการรักษาโพลาไรเซชันที่ยอดเยี่ยม
กุญแจสำคัญสู่ประสิทธิภาพของเส้นใย PANDA อยู่ที่โครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีส่วนที่ใช้ความเครียด (SAPs) สองส่วนที่สมมาตรทั้งสองด้านของแกนกลางของเส้นใย โซนความเครียดเหล่านี้ ซึ่งโดยทั่วไปทำจากวัสดุที่เจือด้วยโบรอน มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันอย่างมากเมื่อเทียบกับวัสดุแกนกลาง เมื่อเย็นลงถึงอุณหภูมิห้องในระหว่างการผลิต ความคลาดเคลื่อนนี้จะสร้างความเครียดด้านข้างที่ทรงพลังบนแกนกลาง
กลไกความเครียดนี้จะ "เสริมเกราะ" แกนกลางอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดการหักเหสองเท่า ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่แสงสัมผัสกับดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับทิศทางโพลาไรเซชัน เส้นใยสร้างแกนเร็วและแกนช้าที่แตกต่างกันสำหรับการแพร่กระจายของแสง เมื่อแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นสอดคล้องกับแกนใดแกนหนึ่ง สถานะโพลาไรเซชันจะยังคงเสถียรตลอดการส่งผ่าน
Fujikura นำเสนอการกำหนดค่าเส้นใย PANDA หลายแบบที่แตกต่างกันด้วยลักษณะหลักสามประการ:
การเคลือบป้องกันจะกำหนดความแข็งแรงทางกลและความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม:
มีตั้งแต่ 5 มม. ถึง 30 มม. พารามิเตอร์นี้จะกำหนดความยืดหยุ่นในการติดตั้ง โดยค่าที่น้อยกว่าจะบ่งบอกถึงความยืดหยุ่นที่มากขึ้น
เส้นใย PANDA รองรับการส่งข้อมูลในหลายแถบสเปกตรัม:
รูปแบบการตั้งชื่อเผยให้เห็นข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ:
ความเสถียรของโพลาไรเซชันของเส้นใย PANDA ช่วยให้สามารถทำงานที่สำคัญได้ใน:
เทคโนโลยีเส้นใยพิเศษนี้ยังคงช่วยให้เกิดความก้าวหน้าในภาคส่วนต่างๆ เช่น โทรคมนาคม การป้องกันประเทศ พลังงาน และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าวิศวกรรมวัสดุสามารถแก้ปัญหาพื้นฐานในการส่งคลื่นแสงได้อย่างไร
