Yüksek Çift Kırılmalı Fiber Teknolojisi Küresel İletişim Sistemlerini Geliştiriyor

Sıcaklık dalgalanmalarından etkilenmeyen, kaya gibi sağlam bir sinyal istikrarı ve çarpıcı bir şekilde iyileştirilmiş bir ışınlama verimliliği olan bir fiber optik iletişim sistemini hayal edin.Bu artık uzak bir rüya değil.Yüksek birefringense lif teknolojisi bu vizyonu gerçekleştirecek güçlü bir motor olarak hizmet ediyor.Fiber lazerler ve fiber sensörlerinde olağanüstü performans gösterirken geleneksel liflerde kutuplaşma sorunlarına çözümler sunar.

Birefringence, belirli ortamlar üzerinden yayılan ışığın dikey kutuplaşma yönleri boyunca farklı hızlarda seyahat eden iki ışın halinde bölünmesiyle oluşur.Bu fenomen, iletişim kalitesini tehlikeye atabilecek sinyal kutuplaşma durumlarında değişikliklere neden olur.İki kırıcı lifler, bu etkiyi kasıtlı olarak oluşturmak ve kontrol etmek için özel tasarımlar ve malzemeler kullanır.

İki kırıcı liflerin önemi birkaç önemli alanda ortaya çıkar:

• Polarizasyon Bakımı:Geleneksel tek modlu liflerin aksine, sıcaklık değişimleri ve mekanik stres nedeniyle rastgele kutuplaşma değişiklikleri meydana gelir.iki kırıcı lifler güvenilir sinyal iletimi için istikrarlı kutuplaşma durumlarını korur.
• Yüksek performanslı bileşenler:Bu lifler, polarizasyon denetleyicileri, ışın bölücüleri ve telekomünikasyonlardaki uygulamalar ile optik filtreler de dahil olmak üzere gelişmiş optik cihazların üretimi için kritik malzemeler olarak hizmet verir.,algılama ve lazer sistemleri.
• Özel Uygulamalar:Yapısal parametrelerin stratejik tasarımı yoluyla,birefringent lifler, çeşitli operasyonel gereksinimler için dağılım telafi ve geliştirilmiş doğrusal olmayan efektler gibi benzersiz optik işlevsellikleri sağlar..

Fotonik Kristal Elyaf, ışık yayılma özelliklerini manipüle etmek için periyodik mikrostrukturları (genellikle hava delikleri) içeren lif teknolojisinde bir atılımdır.PCF, özelleştirilebilir dağılım özellikleri de dahil olmak üzere olağanüstü avantajlar sunar, yüksek doğrusal olmayan katsayılar ve üstün birefringence - yüksek performanslı birefringence lif uygulamaları için idealdir.

Geleneksel birefringent liflerle karşılaştırıldığında, PCF şunları sağlar:

• Gelişmiş Birefringence:Hava deliği boyutları ve düzenleri üzerinde kesin bir kontrol, geleneksel liflerden büyüklük dereceleri ile birefringence büyüklüklerini sağlar.
• Sıcaklık istikrarı:Farklı termal genişleme katsayısı olan cam malzemelere dayanan geleneksel kutuplaştırmayı koruyan liflerin aksine, PCF'nin çift kırma özelliği geometrik yapılardan kaynaklanmaktadır.Üstün sıcaklık direncini sağlayan.
• Tasarım esnekliği:PCF'nin yüksek derecede tasarım özgürlüğü, özel optik fonksiyonları elde etmek için özelleştirilmiş yapısal parametrelere izin verir.

Birefringence büyüklüğü, kırılma indeksi farkı ve atış uzunluğu en yaygın olan birkaç parametreden ölçülebilir:

• Yansıma endeksi farkı (B):Polarizasyon yönleri arasındaki etkili kırılma indeksi varyansını temsil eder: B = n_eff_x - n_eff_y. Daha büyük değerler daha güçlü birefringence etkilerini gösterir.
• Vuruş Uzunluğu (L_B):Polarizasyon durumları arasındaki 2π faz farkı için gerekli yayılma mesafesi: L_B = λ / B. Daha kısa darbe uzunlukları daha güçlü bir kırma ile eşleşir.

Grup gecikme farkı ve kutuplaşma modunun dağılımı gibi ek parametreler, belirli uygulamalar için birefringensiyi daha fazla karakterize eder.

• Geometrik Yapı:Fiber kesit tasarımı birefringenseyi önemli ölçüde etkiler. PCF'lerde hava deliği konfigürasyonları bu özelliği kritik olarak etkiler.
• Maddi Stres:İç gerilimler, gerilim çubuklarını içeren geleneksel kutuplaştırmayı koruyan liflerde gösterildiği gibi ikili kırılma etkileri yaratır.
• Sıcaklık Etkileri:Termal genişleme hem geometrik yapıları hem de malzeme kırılma endekslerini değiştirir, istikrar hassas uygulamalarda iki kırılmayı etkiler.
• Dalga boyu bağımlılığı:Birefringence tipik olarak dalga boyuna göre değişir (dispersiyon), geniş bant uygulamaları için dikkate alınmalıdır.

• Fiber Optik İletişim:Yüksek hızlı iletim performansını artırmak için polarizasyon modunun dağılmasını (PMD) etkili bir şekilde bastırır.
• Fiber lazerler:Kesin ölçüm ve malzeme işleme uygulamaları için istikrarlı kutuplaşmış çıkışlar üreten kutuplaşma kilitli lazer sistemlerini sağlar.
• Fiber Optik Sensörler:Çevre ve biyomedikal alanlarda sıcaklık, basınç ve gerginlik izleme için son derece hassas sensörlerin geliştirilmesini kolaylaştırır.
• Doğrusal olmayan optik:Fotonik bilgi işleme ve kuantum iletişim sistemlerinde optik anahtarlar, sınırlayıcılar ve parametrik amplifikatörler de dahil olmak üzere cihazlar için doğrusal olmayan optik efektleri geliştirir.

• Yansıma endeksi farkı:B = n_eff_x - n_eff_y, kutuplaşma yönü kırılma endeksleri arasındaki temel ilişkiyi belirler.
• Stresin Etkileri:N_x = β_x / k = n_x0 - C_1 σ^x - C_2 (σ^y + σ^z) ve n_y = β_y / k = n_y0 - C_1 σ^y - C_2 (σ^z + σ^x) formülleri, stres kaynaklı kırılma endeksi değişikliklerini tanımlar.
• Etkili Stres Hesabı:σ^s = ∫0^(2π) ∫0^∞ σ_s(r, θ) ∫0^∞ r r r dθ / ∫0^(2π) ∫0^∞ r r dθ (s=x,y,z) ağırlıklı ortalama stres dağılımlarını belirler.
• Stres İndüklü Birefringence:B_s = (C_2 - C_1) (σ^x - σ^y) stres farklılıkları ile elde edilen ikili kırılma arasındaki orantılı ilişkiyi gösterir.
• Modal Birefringence:B = (β_x - β_y) / k = δβ / k kutuplaşma yönü yayılma sabit farklarını yansıtır.
• Eğilme ile oluşan etkileri:B = n_fast - n_slow = -α (d_fiber / D_cylinder) ^ 2, eğrilikle ilgili ikili kırılmayı ölçer.

• Yeni malzemeler:Performans özelliklerinin iyileştirilmesi için chalcogenide ve tellurit camlarının araştırılması.
• Gelişmiş Yapılar:Geliştirilmiş işlevsellik için çok çekirdekli ve heterojen PCF tasarımlarının geliştirilmesi.
• Sistem Entegrasyonu:Kompakt, yüksek verimlilikli sistemler için diğer optik bileşenlerle birleştirme.
• Akıllı Optimizasyon:Rafine tasarım ve üretim süreçleri için yapay zeka tekniklerinin uygulanması.

Yüksek birefringense lif teknolojisi, optik iletişim ve fotonik sistemlerde inovasyonu sürmeye devam ediyor ve yeni nesil uygulamalar için dönüştürücü yetenekler sunuyor.