Sissejuhatus polarisatsiooni
Kui valgus läbib ruumipunkti, liigub võnkuva elektrivälja suund ja amplituud aja jooksul mööda rada. Ristlõikes (edasisuuna suhtes risti olev tasapind) üksteise suhtes täisnurga all elektromagnetvälja vektor kujutab polariseeritud valguslaine signaali. Polarisatsioon määratletakse elektriväljavektori abil aja funktsioonina vastavalt ristlõikes jälgitavale mustrile. Polarisatsiooni võib jagada lineaarseks, elliptiliseks või ümmarguseks, millest lineaarne polarisatsioon on kõige lihtsam. Igasugune polarisatsioon on kiudoptilise ülekande probleem.
Mis tahes raadioside- ja kiudoptiline mõõtesüsteem on seade, mis võimaldab analüüsida kahte tüüpi valguslainete häireid. Me ei saa interferentsi abil saadud teavet kasutada, kui kombinatsioonide amplituudid jäävad aja jooksul stabiilseks, see tähendab, et valguslained on samas polariseerumisseisundis. Sellisel juhul on vaja kasutada optilisi kiude, mis on võimelised edastama stabiilseid polarisatsiooniseisundeid. Nii et selle probleemi lahendamiseks töötati välja optilised kiud, mis suudavad säilitada polarisatsiooni.
Mis on PM-kiud?
Valguse polarisatsiooni hajumine kiulis muutub kontrollimatuks (sõltuvalt lainepikkusest) ja sõltub nii kiu võimalikust painutusest kui ka temperatuuri olekust. Soovitud optiliste omaduste saavutamiseks on vaja spetsiaalseid optilisi kiude, mida valguse polarisatsioon mõjutab kiudu läbides. Paljudel süsteemidel, nagu kiudinterferomeetrid ja andurid, kiudlaserid ja elektro-optilised modulaatorid, on ka polarisatsioonist sõltuvad kadud, mis mõjutavad süsteemi jõudlust. Selle probleemi saab lahendada spetsiaalsete optiliste kiudude abil, mida nimetatakse PM-kiududeks.
PM-kiudude põhimõte
Kui kiududesse kiiratava valguse polarisatsioon on kahesuunalise teljega koaksiaalne, jääb see selliseks ka siis, kui kiud on painutatud. Ühtse režiimi sidestamise põhimõtte kohaselt saab selle nähtuse aluseks olevat füüsikalist põhimõtet mõista. Tugeva kahepoolse purunemise nähtuse tõttu on kahe polarisatsioonirežiimi levikukonstandid erinevad, seega kipub asjaomaste režiimide suhteline kohtumine kiiresti triivima. Seega, kui mis tahes interferentsil mööda valgust on efektiivne ruumiline Fourier-komponent (ja lainerežiim, mis vastab kahe režiimi levikukonstantide erinevusele), saab seda mõlema režiimiga tõhusalt sobitada. Kui erinevus on piisavalt suur, muutub valguse üldine häire järk-järgult ja aeglaselt, et saavutada efektiivne režiimi sidestamine. Nii et PM-kiudude põhimõte muudab piisavalt erinevust.
Optiliste kiudude kaugside levinumate rakenduste hulgas kasutatakse PM-kiudu valguse viimiseks ühest kohast teise lineaarse polarisatsiooni olekusse. Selle tulemuse saavutamiseks peavad olema täidetud mitmed tingimused. Sisendkiud peab olema tugevalt polariseeritud, et vältida aeglase ja kiire telje režiimide edastamist, kus väljundi polarisatsiooni olek on ettearvamatu.
Samal põhjusel tuleb optilise kiu elektriväli täpselt ja täpselt joondada optilise kiu põhiteljega (mis tööstuspraktikas on tavaliselt aeglane telg). Kui PM-kiudtee kaabel koosneb segmenteeritud kiududest, mis on ühendatud kiudühenduste või ühendusliidetega, on kiudude pöörlemise ja positsioneerimise sobitamine väga kriitiline probleem. Lisaks tuleb konnektor paigaldada PM-kiududele ja pistiku paigaldamise ajal ei põhjusta tekkiv sisemine pinge elektrivälja projitseerimist kiududel kasutamata optilisele teljele.
PM-kiudude rakendused
PM-kiude kasutatakse piirkondades, kus polarisatsiooni triivimine pole lubatud, näiteks temperatuurimuutused. Selle näiteks on kiudinterferomeetrid ja mõned kiudlaserid. Selliste kiudude kasutamise puuduseks on see, et need nõuavad tavaliselt polarisatsiooni täpset orienteerumist, mis võib põhjustada rohkem probleeme. Samal ajal on levimiskadu suurem kui standardsete optiliste kiudude oma ning kõiki optilisi kiude on raske hoida polariseerumist säilitavas vormis.
PM-kiude kasutatakse spetsiifilistes rakendustes, näiteks kiudude tuvastamise rakendustes, interferomeetrias ja kvantvõtmete jaotuses. Seda kasutatakse tavaliselt ka lasergeneraatorite ja modulaatorite vahelistes kaugsuhtlustes, mis vajavad sisendina polariseeritud valgust. Seda kasutatakse kaugedastamiseks harva, kuna PM-kiud on väga kallis ja selle nõrgenemine on kõrgem kui ühemoodilisel kiul.
PM-kiudude kasutamise nõuded
Klemm: kui PM-kiu terminal on optiline pistik, on oluline ühendada pingevarras pistikupesaga, tavaliselt võtme abil.
Splaissimine: PM-kiudude splitsimist tuleks samuti teha väga hoolikalt. Kui kiud on sulatatud, peaksid X-, Y- ja Z-teljed olema hästi paigutatud ja pöörlemisasend peab olema hästi paigutatud, et pingetang saaks täpselt asetada.
Teine nõue on see, et kiudude otsas olevad tingimused peaksid olema kooskõlas kiu ristlõike põikisuunalise põhitelje suunaga.
