Ümmargune PM kiud
Ringikujulise kaksikmurdmise kontseptsiooni saab kiudu sisse viia, nii et kaks täisnurkset polarisatsioonirežiimi on kius -- nn ümmargune PM-kiud päripäeva ja vastupäeva ringpolarisatsioonis. Ringikujulises (telgsümmeetrilises) optilises kius on kõige levinum viis rõnga kaksikmurde saavutamiseks kiudu väänata, mis tekitab ringpolarisatsiooni võnkuva põhirežiimi levikonstantide erinevuse päripäeva ja vastupäeva. Seega on nende kahe ringpolariseeritud laine režiimid lahti seotud. Samuti võib arvestada, et väline pinge võib muuta asimuutnurka kiu pikkuse suunas, mis võib tekitada kiu rõnga kahemurdumise. Kui optiline kiud on väänatud, tekib väändepinge, mille tulemuseks on moonutustega seotud optilised omadused.
Kiu fiibrisüdamiku saab vooderduses asetada ka mööda spiraalset rada, nii on võimalik saavutada ka rõnga kahemurdumine. See põhjustab valguse liikumist mööda spiraalset rada, moodustades optilise pöörde. Kahekordset murdumist saab saavutada ainult geomeetria mõju tõttu. Sellist kiudu saab kasutada ühemoodilise kiuduna ja see põhjustab kõrge järjekorra režiimis suhteliselt suurt kadu.
Spiraalse kiu südamikustruktuuriga rõngakujulist PM-kiudu saab Faraday efekti järgi kasutada voolu tuvastamise valdkonnas. Optilisi kiude saab valmistada bimetallvardade ja eelvormitud torude abil, mis keerutavad eelnevalt vormitud torusid, moodustades kiu tõmbamise ajal spiraale.
Lineaarne PM kiud
LINEAR PM-kiudu on kahte peamist tüüpi, nimelt ühe polarisatsiooni tüüp ja kaksikmurdmise tüüp. Võrreldes kahe põhilise polarisatsioonirežiimiga, on ühe polarisatsioonirežiimi peamine omadus see, et sellel on suur ülekandekadu. Kahemurduvate kiudude tüüpide puhul on kahe polarisatsioonirežiimi vahelised levikonstandid võnke põhirežiimis ilmselgelt erinevad. Lineaarse polarisatsiooni säilitamiseks saab kasutada mitut optilise kiu konstruktsiooni, mida arutatakse hiljem.
Servapilud ja servatunnelid lineaarsed PM-kiud
Servapilu kiud ühendab kaks pilu, mille murdumisnäitaja on katteindeksist madalam. Pilud asuvad keskse kiudsüdamiku kahel küljel. Seda tüüpi kiududel on W-kujuline murdumisnäitaja jaotus piki X-telge ja astmeline murdumisnäitaja jaotus piki Y-telge. Servatunneli kiud on eriline näide serva-pilu struktuurist. Nendes lineaarsetes PM-kiududes viiakse kahemurdmiskiudude saamiseks kiu südamikusse geomeetriline anisotroopia.
Lineaarne PM-kiud pingestatud komponentidega
Tõhus meetod suure kaksikmurduvuse sisseviimiseks kiudu on kahekordse geomeetrilise sümmeetriaga ebaühtlase pinge sisestamine kiu südamikusse. Fotoelastse efekti tulemusena muutub pinge kiudude südamiku murdumisnäitajaks, mida on võimalik jälgida nii piki kiudude spindlit kulgeva polarisatsioonimustri kui ka kaksikmurdumise tulemuste kaudu. Vajaliku pinge saab saavutada, kasutades kahte võrdselt ja sõltumatult pingestatud komponenti (SAP), mis asuvad kattepiirkonnas kiusüdamiku vastas. Seega, kuni SAP-de murdumisnäitaja on madalam või võrdne katte murdumisnäitajaga, ei toimu SAP-ide kaudu sekundaarset võnkerežiimi.
Kõige tavalisemad SAP-ide jaoks kasutatavad kujundid on kikilipsu kuju ja ring. Neid kiude nimetatakse vastavalt kiki- ja pandakiududeks. Nende kahe kiu ristlõiked on näidatud alloleval joonisel. Nendes kiududes kasutatav modaalne kahemurduvus kujutab endast geomeetrilist ja pingest põhjustatud kahemurdmist. Geomeetriline kaksikmurdumine on väga väike ja seda võib ümmarguse südamiku puhul ignoreerida. On näidatud, et nende kiudsüdamike kahemurduvust saab parandada, kui SAP-id asetatakse kiusüdamiku lähedale, kuid see tuleb asetada kiusüdamikule väga lähedale, et kiudude kadu ei suureneks, eriti kui materjal SAP ei ole ränidioksiid. Panda kiudu on täiustatud, et saavutada suurem režiimi kahekordne murdumine, väga väike kadu ja madal läbirääkimine.
Näpunäide: praegu on kõige populaarsem PMkiudaineidtööstuses on ümmargune Panda kiud. Panda kiudude üks paljudest eelistest teiste PM-kiudude ees on kiu suurus ja arvuline ava võrreldes tavaliste ühemoodiliste kiududega. Mõlemat tüüpi valgustite kasutamisel tagatakse seadme minimaalne kadu.
Elliptilise struktuuriga lineaarne PM-kiud
Esimene kavandatud eksperimentaalne uuring praktiliste väikese kadudega ühe polarisatsiooniga kiudude kohta kolme tüüpi optilistel struktuuridel on läbi viidud: elliptiline südamik, elliptiline kattekiht ja elliptiline ümbriskiud. Elliptilise kiudsüdamiku kaabli varajane uurimine hõlmab polarisatsiooni kaksikmurde arvutamist. Esimeses etapis kasutatakse ristkülikukujulist dielektrilist lainejuhti, et hinnata elliptilise südamiku kahekordset murdumist. PM-kiudude esmakordse kasutamise katses valmistati hantlikujulise kiudsüdamikuga kiud. Polarisatsioonilöögi pikkust saab vähendada, suurendades kiudude südamiku katte murdumisnäitaja erinevust. Praktiliste rakenduspiirangute tõttu ei ole aga võimalik murdumisnäitaja erinevust liiga palju suurendada. Murdumisnäitaja erinevuse suurendamine toob kaasa ülekandekaod ja splaissimine muutub raskemaks, kuna südamiku raadiust tuleb vähendada. Elliptilise kiu tüüpiline kaksikmurduvuse väärtus on kõrgem kui elliptilise kattekiu puhul. Kuid elliptilise kiu südamiku kadu on suurem kui elliptilise katte omakiudaineid.
Lineaarne PM-kiud murdumisnäitaja modulatsiooniga
Ühe polariseeritud kiu puhul, mis isoleerib kahe täisnurga võnkumise piirlainepikkuse, on selle sagedusriba laiuse suurendamise meetod valida murdumisnäitaja jaotus, mis võimaldab ainult ühel polarisatsiooni olekul olla piiril. Kõrge kaksikmurduvuse saab saavutada kolmekihilise elliptilise ristlõikega kiu sisemise katteindeksi sisseviimisega nurkmodulatsiooniga. Kolmekihiliste elliptilise ristlõikega optiliste kiudude uurimisel kasutatakse häirete lähenemisviisi, mille puhul eeldatakse, et võrdlusstruktuuriks on ristkülikukujuline kiu südamiku lainejuht. Ühekordse polarisatsiooni korral näitavad kolme ellipsoidse kiu kihi kaksikmurdumise testid, et sisekatte indeksi õige nurkmodulatsioon võib suurendada kahemurduvust ja laiendada lainepikkuste vahemikku.
Murdumisnäitaja jaotust nimetatakse liblika profiiliks. See on asümmeetriline W-kontuur, mis koosneb ühtlasest kiusüdamikust ja kiusüdamikku ümbritsevast kattekihist. Kattes on kontuuril maksimaalne väärtus NCL ja see muutub raadiuses ja nurgas ülespoole ning sellel on maksimaalne kahanemine piki X-telge. Sellel kujundil on kaks omadust ühe režiimi ühe polarisatsiooni toimingu teostamiseks. Esiteks on kuju asümmeetriline, mis muudab kahe peamise võnkeviisi levimiskonstandid täisnurga all erinevaks ja teiseks tagab lossis olev sumbumine, et igal režiimil on piirlainepikkus. Liblikakiududel on nõrk juhtivus, seega saab skalaarlaine võrrandi vastust kasutada režiimivälja ja levikonstandi määramiseks. Vastus on seotud trigonomeetriliste ja Mathieu funktsioonidega, mida kasutatakse ristkoordinaatide korrelatsiooni selgitamiseks kattekihis.kiudtuum. Need funktsioonid ei ole üksteise suhtes ortogonaalsed, mistõttu on eri piirkondade modaalväljade arvestamiseks ja piirtingimuste täitmiseks vaja lõpmatut funktsioonide komplekti. Saadud geomeetriline kaksikmurdumise graafik, võrreldes standardsagedusega V, näitab, et murdumisnäitaja vähenemise määr piki X-telge suurendab asümmeetriat, suurendades seega kaksikmurde maksimaalset ja V väärtust. Kahekordse murdumise tippväärtus on iseloomulik mitteringikujulistele kiududele. Režiimi kahemurduvust saab parandada kiudude anisotroopia sisseviimisega. Anisotroopia puhul saab seda saavutada, määrates režiimi kahele polarisatsioonile erinevad murdumisnäitaja jaotused. Geomeetriline kaksikmurdumine on väiksem kui anisotroopne kaksikmurdumine. Liblikakujulise katte langus võib aga anda topeltpolarisatsiooni võnkuvale põhirežiimi piirlainepikkusele, mis on eraldatud lainepikkuse aknaga, milles on võimalik saavutada ühe polarisatsiooniga ühemoodiline töö.
