Sissejuhatus polarisatsiooni
Kui valgus läbib ruumipunkti, liigub võnkuva elektrivälja suund ja amplituud aja jooksul mööda rada. Ristlõikes (tasand, mis on risti edasiliikumise suunaga) üksteise suhtes täisnurga all olev elektromagnetvälja vektor kujutab polariseeritud valguslaine signaali. Polarisatsioon defineeritakse elektrivälja vektori abil aja funktsioonina vastavalt ristlõikes jälgitavale mustrile. Polarisatsiooni võib jagada lineaarseks, elliptiliseks või ringpolarisatsiooniks, millest lineaarne polarisatsioon on kõige lihtsam. Igasugune polarisatsioon on kiudoptilise ülekande probleem.
Igasugune raadioside ja fiiberoptiline mõõtesüsteem on seade, mis on võimeline analüüsima kahte tüüpi valguslainete vahelisi häireid. Me ei saa kasutada interferentsi poolt antud teavet, kui kombinatsioonide amplituudid ei jää aja jooksul stabiilseks, st valguslained on samas polarisatsiooniseisundis. Sel juhul on vaja kasutada optilisi kiude, mis on võimelised edastama stabiilseid polarisatsiooniolekuid. Nii et selle probleemi lahendamiseksoptilised kiudmis suudavad säilitada polarisatsiooni, töötati välja.
Mis on PM-kiud?
Valguse polarisatsiooni difusioon kius muutub kontrollimatuks (sõltuvalt lainepikkusest) ja sõltub kiu paindumisest ja temperatuuriseisundist. Soovitud optiliste omaduste saavutamiseks on vaja spetsiaalseid optilisi kiude, mida mõjutab valguse polarisatsioon kiudu läbides. Paljudel süsteemidel, nagu kiudinterferomeetrid ja andurid, kiudlaserid ja elektrooptilised modulaatorid, on ka polarisatsioonist sõltuvad kadud, mis mõjutavad süsteemi jõudlust. Seda probleemi saab lahendada spetsiaalsete optiliste kiudude abil, mida nimetatakse PM-kiududeks.
PM Fiberi põhimõte
Kui kiudu eralduva valguse polarisatsioon on koaksiaalne kaksikmurdeteljega, jääb see selliseks ka siis, kui kiud on painutatud. Ühtse režiimi sidumise põhimõtte kohaselt saab selle nähtuse füüsikalist põhimõtet mõista. Tugeva kaksikmurdumise nähtuse tõttu on kahe polarisatsioonirežiimi levimiskonstandid erinevad, seega kipub kaasatud režiimide suhteline kohtumine kiiresti triivima. Seega, kuni mistahes valguse häiretel on efektiivne ruumiline Fourier' komponent (ja lainearv, mis vastab kahe režiimi levikonstantide erinevusele), saab seda mõlema režiimiga tõhusalt sobitada. Kui erinevus on piisavalt suur, muutub üldine valgushäire järk-järgult ja aeglaselt, et saavutada efektiivne režiimide sidumine. Seega on PM-kiu põhimõte piisavalt erinev.
Optilise kiu 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, mille puhul väljundi polarisatsiooni olek on ettearvamatu.
Samal põhjusel elektriväli sisseoptiline kiudpeab olema täpselt ja täpselt joondatud optilise kiu peateljega (mis on tööstuspraktikas tavaliselt aeglane telg). Kui PM-kiu teekaabel koosneb segmenteeritud kiududest, mis on ühendatud kiuühenduste või splaissliidetega, on kiu pöörlemise ja positsioneerimise sobitamine väga kriitiline probleem. Lisaks peab pistik olema paigaldatud PM-kiule ja pistiku paigaldamise ajal ei põhjusta tekkiv sisepinge elektrivälja projitseerimist optilisele teljele, mida kiududel ei kasutata.
PM-kiu rakendused
PM-kiude kasutatakse piirkondades, kus polarisatsiooni triiv ei ole lubatud, näiteks temperatuurimuutused. Selle näiteks on kiudinterferomeetrid ja mõned kiudlaserid. Selliste kiudude kasutamise puuduseks on see, et need nõuavad tavaliselt polarisatsiooni täpset orientatsiooni, mis võib põhjustada rohkem probleeme. Samal ajal on levimiskadu suurem kui tavalistel optilistel kiududel ja igat tüüpi optiliste kiudude hoidmine polarisatsiooni säilitavas vormis on keeruline.
PM-kiude kasutatakse spetsiifilistes rakendustes, nagu kiudude tuvastamise rakendused, interferomeetria ja kvantvõtmejaotus. Seda kasutatakse tavaliselt ka lasergeneraatorite ja modulaatorite vahelises kaugsuhtluses, mis nõuavad sisendina polariseeritud valgust. Seda kasutatakse harva kaugedastuseks, kuna PM-kiud on väga kallis ja selle sumbumine on suurem kui ühemoodilisel kiul.
PM-kiu kasutamise nõuded
Klemm: kui PM-kiu klemm on optiline pistik, on oluline ühendada pingevarras pistikuga, tavaliselt võtme abil.
Splaissimine: PM-kiudude splaissimist tuleks samuti teha väga ettevaatlikult. Kui kiud on sulatatud, peaksid X-, Y- ja Z-teljed olema hästi paigutatud ning pöörlemisasend peab olema hästi paigutatud, et pingevarda saaks täpselt positsioneerida.
Teine nõue on see, et langev tingimus kiu lõpus peab olema kooskõlas kiu põikisuunalise peatelje suunaga.kiudaineidristlõige.
