Serat PM bulat
Konsep birefringence melingkar dapat dimasukkan ke dalam serat, sehingga dua mode polarisasi siku-siku dipolarisasi secara melingkar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam dalam serat - yang disebut serat PM melingkar. Cara yang paling umum untuk mencapai birefringence cincin dalam serat optik melingkar (simetris aksial) adalah dengan memutar serat, yang menghasilkan perbedaan konstanta propagasi antara mode utama polarisasi melingkar yang berosilasi searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Jadi, mode kedua gelombang yang terpolarisasi melingkar ini dipisahkan. Dapat juga dipertimbangkan bahwa tegangan eksternal dapat mengubah Sudut azimuth dalam arah panjang serat, yang dapat menghasilkan birefringence cincin pada serat. Jika serat optik dipelintir, tegangan torsi dihasilkan, menghasilkan sifat optik yang terkait dengan distorsi.
Inti serat dari serat juga dapat diletakkan di sepanjang jalur spiral di kelongsong, sehingga birefringence cincin juga dapat diperoleh. Hal ini menyebabkan cahaya bergerak di sepanjang jalur spiral, membentuk putaran optik. Birefringence dapat dicapai hanya karena pengaruh geometri. Serat semacam itu dapat digunakan sebagai serat mode tunggal, dan akan menyebabkan kerugian yang relatif tinggi dalam mode orde tinggi.
Serat PM annular dengan struktur inti serat heliks dapat digunakan di bidang penginderaan arus menurut Efek Faraday. Serat optik dapat dibuat dengan menggunakan batang bimetalik dan tabung yang telah dibentuk sebelumnya, yang memutar tabung yang telah dibentuk sebelumnya untuk membentuk spiral selama penarikan serat.
Serat PM linier
Ada dua jenis utama serat LINEAR PM, yaitu jenis polarisasi tunggal dan jenis birefringence. Dibandingkan dengan dua mode polarisasi dasar, karakteristik utama dari mode polarisasi tunggal adalah kehilangan transmisi yang besar. Untuk jenis serat birefringence, konstanta propagasi antara dua mode polarisasi dalam mode utama osilasi jelas berbeda. Beberapa desain serat optik dapat digunakan untuk mempertahankan polarisasi linier, yang akan dibahas nanti.
Slot tepi dan terowongan tepi serat PM linier
Serat celah tepi mengintegrasikan dua slot dengan indeks bias lebih rendah dari indeks kelongsong. Slot tersebut terletak di dua sisi inti serat pusat. Jenis serat ini memiliki sebaran indeks bias berbentuk W di sepanjang sumbu X dan sebaran indeks bias langkah sepanjang sumbu Y. Serat terowongan tepi adalah contoh khusus dari struktur celah tepi. Dalam serat PM linier ini, anisotropi geometris dimasukkan ke dalam inti serat untuk mendapatkan serat birefringence.
Serat PM linier dengan komponen tertekan
Metode yang efektif untuk memasukkan birefringence tinggi ke dalam serat adalah dengan memasukkan tegangan tidak seragam dengan simetri geometris ganda ke dalam inti serat. Akibat efek foto elastik, tegangan mengubah indeks bias inti serat, yang dapat diamati melalui pola polarisasi di sepanjang spindel serat serta hasil birefringence. Tegangan yang dibutuhkan dapat diperoleh dengan menggunakan dua komponen bertegangan sama dan independen (SAPs) yang terletak di daerah kelongsong di seberang inti serat. Oleh karena itu, selama indeks refraksi SAPs lebih rendah dari atau sama dengan indeks refraksi kelongsong, tidak akan ada mode osilasi sekunder melalui SAP.
Bentuk yang paling umum digunakan untuk SAP adalah bentuk dasi kupu-kupu dan lingkaran. Serat ini masing-masing disebut serat dasi kupu-kupu dan serat panda. Penampang kedua serat ini ditunjukkan pada gambar di bawah. Birefringence modal yang digunakan dalam serat ini mewakili birefringence geometris dan tegangan-induksi. Birefringence geometris sangat kecil dan dapat diabaikan untuk serat inti melingkar. Telah dibuktikan bahwa birefringence inti serat ini dapat ditingkatkan bila SAP ditempatkan dekat dengan inti serat, namun harus ditempatkan sangat dekat dengan inti serat agar tidak terjadi peningkatan kehilangan serat, terutama jika bahan pada SAP bukanlah silikon dioksida. Serat Panda telah ditingkatkan untuk mencapai mode birefringence yang lebih tinggi, kerugian yang sangat rendah, dan crosstalk yang rendah.
Tip: Saat ini, serat PM paling populer di industri adalah serat Panda bundar. Serat Panda salah satu dari banyak keunggulan dibandingkan serat PM lainnya adalah ukuran serat dan bukaan numerik dibandingkan dengan serat mode tunggal konvensional. Kehilangan minimum pada perangkat dipastikan saat menggunakan kedua jenis lampu.
Serat PM linier dengan struktur elips
Studi eksperimental pertama yang diusulkan dari serat polarisasi tunggal rugi-rendah praktis pada tiga jenis struktur optik telah dilakukan: inti elips, kelongsong elips, dan serat selubung elips. Penelitian awal kabel inti serat elips melibatkan perhitungan polarisasi birefringence. Pada tahap pertama, pandu gelombang dielektrik persegi panjang digunakan untuk memperkirakan birefringence dari serat inti elips. Pada percobaan pertama kali menggunakan serat PM, dibuatlah sejenis serat dengan inti serat berbentuk halter. Panjang denyut polarisasi dapat dikurangi dengan meningkatkan perbedaan indeks bias selubung inti serat. Namun, karena keterbatasan aplikasi praktis, perbedaan indeks bias terlalu banyak tidak mungkin ditingkatkan. Peningkatan perbedaan indeks bias mengakibatkan kehilangan transmisi, dan penyambungan menjadi lebih sulit karena jari-jari inti harus dikurangi. Nilai birefringence tipikal untuk serat elips lebih tinggi daripada nilai birefringence untuk serat kelongsong elips. Tetapi kehilangan inti serat elips lebih tinggi dibandingkan serat kelongsong elips.
Serat PM linier dengan modulasi indeks bias
Untuk serat terpolarisasi tunggal yang mengisolasi panjang gelombang pemutusan dari dua osilasi sudut kanan, metode untuk meningkatkan lebar pita frekuensinya adalah dengan memilih distribusi indeks bias yang hanya memungkinkan satu keadaan polarisasi berada pada pemutusan. Birefringence tinggi dapat dicapai dengan memperkenalkan modulasi sudut ke indeks kelongsong bagian dalam dari serat penampang elips tiga lapis. Dalam studi serat optik penampang elips tiga lapis, pendekatan perturbasi diadopsi, di mana pandu gelombang inti serat persegi panjang diasumsikan sebagai struktur referensi. Dalam operasi polarisasi tunggal, uji birefringence pada tiga lapisan serat ellipsoidal menunjukkan bahwa modulasi sudut yang tepat dari indeks kelongsong bagian dalam dapat meningkatkan birefringence dan memperpanjang rentang panjang gelombang.
Distribusi indeks bias disebut profil kupu-kupu. Ini adalah kontur W asimetris, yang terdiri dari inti serat yang konsisten dan selubung yang mengelilingi inti serat. Pada kelongsong, kontur memiliki nilai NCL maksimum, dan berubah ke atas dalam radius dan Angle, serta memiliki kondisi penurunan maksimum sepanjang sumbu X. Ada dua properti bentuk ini untuk mewujudkan operasi polarisasi tunggal mode tunggal. Pertama, bentuknya asimetris, yang akan membuat konstanta propagasi dari dua mode utama osilasi pada sudut siku-siku berbeda, dan kedua, redaman di dalam kastil memastikan bahwa setiap mode memiliki panjang gelombang pemutusan. Serat kupu-kupu memiliki konduktivitas yang lemah, sehingga jawaban persamaan gelombang skalar dapat digunakan untuk menentukan medan mode dan konstanta propagasi. Jawabannya berkaitan dengan fungsi trigonometri dan fungsi Mathieu, yang digunakan untuk menjelaskan korelasi koordinat transversal dalam kelongsong inti serat. Fungsi-fungsi ini tidak ortogonal satu sama lain, yang membutuhkan sekumpulan fungsi yang tak terbatas untuk memperhitungkan bidang modal di wilayah yang berbeda dan untuk memenuhi kondisi batas. Grafik birefringence geometris yang dihasilkan, dibandingkan dengan frekuensi standar V, menunjukkan bahwa derajat penurunan indeks bias sepanjang sumbu X meningkatkan asimetri, sehingga meningkatkan nilai maksimum dan V dari birefringence. Nilai puncak birefringence adalah karakteristik serat non-lingkaran. Mode birefringence dapat ditingkatkan dengan memasukkan anisotropi ke dalam serat. Untuk anisotropi, dapat dicapai dengan menetapkan distribusi indeks bias yang berbeda ke dua polarisasi mode. Birefringence geometris kurang dari birefringence anisotropik. Namun, penurunan kelongsong bentuk kupu-kupu dapat memberikan polarisasi ganda pada panjang gelombang cutoff mode utama berosilasi, yang dipisahkan oleh jendela panjang gelombang yang memungkinkan untuk mencapai operasi mode tunggal polarisasi tunggal.
