Ümmargune PM-kiud
Ümmarguse kahepoolse murdumise kontseptsiooni saab kiududesse sisse viia, seega on kaks täisnurkset polarisatsioonirežiimi kiudus ümmarguse polaarsusega päripäeva ja vastupäeva - nn ringikujuline PM-kiud. Kõige levinum viis ringikujulise (aksiaalselt sümmeetrilise) optilise kiu rõngasmurdumise saavutamiseks on kiud keerduda, mis tekitab ringikujulise polarisatsiooni võnkuva põhirežiimi vahel päripäeva ja vastupäeva levimiskonstandide erinevuse. Seega on nende kahe ringikujuliselt polariseeritud laine režiimid lahutatud. Samuti võib arvestada, et väline pinge võib muuta kiudude pikkuse suunas asimuudinurka, mis võib tekitada kiul rõngasmurdumist. Optilise kiu keerdumisel tekib torsioonipinge, mille tulemuseks on moonutustega seotud optilised omadused.
Kiu kiudtuuma saab asetada ka mööda voodri spiraalset rada, nii et on võimalik saada ka rõngasmurdumine. See põhjustab valguse liikumise mööda spiraalset rada, moodustades optilise pöörde. Kahemurdumist saab saavutada ainult geomeetria mõju tõttu. Sellist kiudu saab kasutada ühemoodiliseks kiuks ja see põhjustab kõrgetasemelises režiimis suhteliselt suuri kadusid.
Ringikujulise kiudtuuma struktuuriga rõngakujulist PM-kiudu saab kasutada Faraday efekti järgi voolu tajumise valdkonnas. Optilisi kiude saab valmistada bimetallvardade ja eelvormitud torude abil, mis keerutavad eelvormitud torusid kiudude tõmbamise ajal spiraalideks.
Lineaarne PM-kiud
LINEAR PM-kiudu on kahte põhitüüpi, nimelt üks polariseerumistüüp ja kahelõhetüüp. Võrreldes kahe põhilise polarisatsioonirežiimiga on ühe polarisatsioonirežiimi peamine omadus see, et sellel on suur ülekandekadu. Kahe murdumisega kiudude tüüpide puhul on peamise võnkerežiimi korral kahe polarisatsioonirežiimi levikukonstandid ilmselgelt erinevad. Lineaarse polarisatsiooni säilitamiseks võib kasutada mitut optilise kiu kujundust, mida arutatakse hiljem.
Servaavad ja servatunnelid on lineaarsed PM-kiud
Ääreserva kiu integreerib kaks pilu murdumisnäitajaga madalamat murdumisnäitajat. Pilud paiknevad keskse kiu südamiku kahel küljel. Seda tüüpi kiududel on W-kujuline murdumisnäitaja jaotus piki X-telge ja astmeline murdumisnäitaja jaotus piki Y-telge. Servatunneli kiud on servapilu struktuuri eriline näide. Nendes lineaarsetes PM-kiududes sisestatakse kiudtuuma geomeetriline anisotroopia, et saada kaksikmurdumisega kiud.
Lineaarne PM-kiu pingestatud komponentidega
Tõhus meetod kiudude suure kahemurdumise sisseviimiseks on kahekordse geomeetrilise sümmeetriaga ebaühtlase pinge sisseviimine kiudtuuma. Fotoelastse efekti tagajärjel muudab stress kiudtuuma murdumisnäitajat, mida on võimalik jälgida nii kiudude spindli piki polarisatsioonimustrit kui ka kahemurdumise tulemusi. Vajaliku pinge saab saavutada, kasutades kahte võrdselt ja sõltumatult pingestatud komponenti (SAP), mis asuvad kiudtuuma vastas asuvas vooderdises piirkonnas. Seega seni, kuni SAP-de murdumisnäitaja on väiksem või võrdne vooderdise murdumisnäitajaga, puudub SAP-ide kaudu sekundaarne võnkeviis.
Kõige tavalisemad SAP-ide jaoks kasutatavad kujundid on kikilipsu kuju ja ring. Neid kiude nimetatakse vastavalt kikilipsudeks ja pandakiududeks. Nende kahe kiudu ristlõiked on toodud alloleval joonisel. Nendes kiududes kasutatav modaalne kahemurdumine tähistab geomeetrilist ja stressist põhjustatud kahemurdumist. Geomeetriline kahemurdumine on väga väike ja seda võib ümmarguse südamiku kiudude puhul ignoreerida. On näidatud, et nende kiudtuumade kahemurdumist saab parandada, kui SAP-id asetatakse kiu südamiku lähedale, kuid see tuleb asetada kiu südamikule väga lähedale, et kiudude kadu ei suureneks, eriti kui sellel olev materjal SAP-id ei ole ränidioksiid. Panda kiudu on täiustatud, et saavutada suurem režiim kahesuunaline murdumine, väga väike kadu ja madal läbilõikamine.
Näpunäide: Praegu on tööstuses kõige populaarsem PM-kiud ümmargune Panda kiud. Pandakiud üks paljudest eelistest teiste PM-kiudude ees on kiudude suurus ja arvuline ava võrreldes tavaliste ühemoodiliste kiududega. Mõlemat tüüpi valguse kasutamisel tagatakse seadme minimaalne kadu.
Elliptilise struktuuriga lineaarne PM-kiu
Tehti esimene kavandatud eksperimentaalne madala kaduga ühepolarisatsioonikiudude tüüp kolme tüüpi optiliste struktuuride kohta: elliptiline südamik, elliptiline kattekiht ja elliptilise kattega kiud. Elliptilise kiudtuumkaabli varajane uurimine hõlmab polarisatsiooni kahemurdumise arvutamist. Esimeses etapis kasutatakse ristkülikukujulist dielektrilist lainejuhti, et hinnata elliptilise südamiku kiudude murdumist. PM-kiudude esmakordse kasutamise katses valmistati mingi hantli kuju kiudtuumaga kiud. Polariseerimisjooksu pikkust saab vähendada, suurendades kiu südamiku katte murdumisnäitaja erinevust. Praktiliste rakenduspiirangute tõttu ei ole aga murdumisnäitaja erinevust võimalik liiga palju suurendada. Murdumisnäitaja erinevuse suurendamine toob kaasa ülekandekadusid ja liitmine muutub keerulisemaks, kuna südamiku raadiust tuleb vähendada. Elliptilise kiu tüüpiline kahepoolse purunemise väärtus on suurem kui elliptilise kiu puhul. Kuid elliptilise kiu südamiku kadu on suurem kui elliptilise kiu kiul.
Lineaarne PM-kiu koos murdumisnäitaja modulatsiooniga
Ühe polariseeritud kiu puhul, mis isoleerib kahe täisnurga võnkumise piirilainepikkuse, on meetod selle sagedusriba laiuse suurendamiseks valida murdumisnäitaja jaotus, mis lubab piiril olla ainult ühel polarisatsiooni olekul. Suure kahepoolse murdumise saab saavutada kolmekihilise elliptilise ristlõikega kiudude sisemise katteindeksi nurga modulatsiooni sisseviimisega. Kolmekihiliste elliptiliste ristlõikega optiliste kiudude uurimisel kasutatakse häirete lähenemisviisi, mille puhul ristkiire kujuline kiudtuuma lainejuht võetakse tugistruktuuriks. Ühe polarisatsioonitoimingu käigus näitavad kahesuunalised katsed kolme ellipsoidse kiu kihiga, et sisemise vooderdise indeksi korralik nurkmoduleerimine võib suurendada kahemurdumist ja laiendada lainepikkuste vahemikku.
Murdumisnäitaja jaotust nimetatakse liblikaprofiiliks. See on asümmeetriline W kontuur, mis koosneb ühtlasest kiudtuumast ja kiudtuuma ümbritsevast kattest. Vooderdis on kontuuril maksimaalne väärtus NCL, see muutub raadiuses ja nurgas ülespoole ning sellel on maksimaalne laskumistingimus mööda X-telge. Ühe režiimi ühe polariseerimise toimingu teostamiseks on sellel kujul kaks omadust. Esiteks on kuju asümmeetriline, mis muudab kahe peamise võnkeviisi täisnurga levikukonstandid erinevaks, ja teiseks tagab lossisisene sumbumine, et iga režiimi lainepikkus oleks katkendlik. Liblikakiududel on nõrk juhtivus, nii et skalaarlaine võrrandi vastust saab kasutada režiimi välja ja levimiskonstandi määramiseks. Vastus on seotud trigonomeetriliste funktsioonide ja Mathieu funktsioonidega, mida kasutatakse ristkoordinaatide korrelatsiooni selgitamiseks kiudtuuma vooderduses. Need funktsioonid ei ole üksteise suhtes ortogonaalsed, mis nõuab eri piirkondade modaalsete väljade arvestamiseks ja piiritingimuste rahuldamiseks lõpmatut funktsioonide kogumit. Saadud geomeetriline kahepoolse purunemise graafik, võrreldes standardse sagedusega V, näitab, et murdumisnäitaja X-teljel languse määr suurendab asümmeetriat, suurendades seega kahemurdumise maksimaalset ja V väärtust. Kahemurdumise tippväärtus on iseloomulik mitte ümmargustele kiududele. Režiimi kahemurdumist saab parandada, lisades kiududele anisotroopiat. Anisotroopia jaoks saab seda saavutada, määrates režiimi kahele polarisatsioonile erinevad murdumisnäitaja jaotused. Geomeetriline kahemurdumine on väiksem kui anisotroopne kahemurdumine. Liblikakujulise katte langus võib siiski anda topeltpolariseerimise võnkuvale põhirežiimi piirilainepikkusele, mis on eraldatud lainepikkuste aknaga, milles on võimalik saavutada ühe polariseerimise ühemoodiline töö.
