Serat PM bulat
Konsep birefringence sirkular dapat diperkenalkan ke dalam serat, sehingga dua mode polarisasi sudut kanan dipolarisasi sirkuler searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam pada serat -- yang disebut serat PM sirkular. Cara paling umum untuk mencapai birefringence cincin dalam serat optik melingkar (simetris aksial) adalah dengan memutar serat, yang menghasilkan perbedaan konstanta propagasi antara mode utama osilasi polarisasi melingkar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Dengan demikian, mode dari dua gelombang terpolarisasi sirkular ini dipisahkan. Dapat juga dianggap bahwa tegangan eksternal dapat mengubah sudut azimuth pada arah panjang serat, yang dapat menghasilkan birefringence cincin pada serat. Jika serat optik dipelintir, tegangan torsi dihasilkan, sehingga sifat optik terkait dengan distorsi.
Inti serat dari serat juga dapat diletakkan di sepanjang jalur spiral pada kelongsong, sehingga birefringence cincin juga dapat diperoleh. Hal ini menyebabkan cahaya bergerak sepanjang jalur spiral, membentuk rotasi optik. Birefringence dapat dicapai hanya karena pengaruh geometri. Serat seperti itu dapat digunakan sebagai serat mode tunggal, dan akan menyebabkan kerugian yang relatif tinggi dalam mode tingkat tinggi.
Serat PM annular dengan struktur inti serat heliks dapat digunakan dalam 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 tipe utama serat LINEAR PM, yaitu tipe polarisasi tunggal dan tipe birefringence. Dibandingkan dengan dua mode polarisasi dasar, karakteristik utama mode polarisasi tunggal adalah kehilangan transmisi yang besar. Untuk jenis serat birefringence, konstanta propagasi antara dua mode polarisasi pada mode osilasi utama jelas berbeda. Berbagai desain serat optik dapat digunakan untuk mempertahankan polarisasi linier, yang akan dibahas nanti.
Slot tepi dan terowongan tepi serat PM linier
Serat slot tepi mengintegrasikan dua slot dengan indeks bias lebih rendah dari indeks kelongsong. Slot tersebut terletak di dua sisi inti serat pusat. Serat jenis ini mempunyai distribusi indeks bias berbentuk W sepanjang sumbu X dan distribusi indeks bias bertahap sepanjang sumbu Y. Serat terowongan tepi adalah contoh khusus dari struktur slot tepi. Dalam serat PM linier ini, anisotropi geometris dimasukkan ke dalam inti serat untuk mendapatkan serat birefringence.
Serat PM linier dengan komponen bertekanan
Metode efektif untuk memasukkan birefringence tinggi ke dalam serat adalah dengan memasukkan tegangan tidak seragam dengan simetri geometris ganda ke dalam inti serat. Akibat efek fotoelastik, tegangan tersebut mengubah indeks bias inti serat yang dapat diamati melalui pola polarisasi sepanjang spindel serat serta hasil birefringence. Tegangan yang diperlukan dapat diperoleh dengan menggunakan dua komponen tegangan yang sama dan independen (SAP) yang terletak di daerah kelongsong yang berlawanan dengan inti serat. Oleh karena itu, selama indeks bias SAP lebih rendah atau sama dengan indeks bias kelongsong, tidak akan ada mode osilasi sekunder melalui SAP.
Bentuk yang paling umum digunakan untuk SAP adalah bentuk dasi kupu-kupu dan lingkaran. Serat-serat ini masing-masing disebut serat dasi kupu-kupu dan serat panda. Penampang melintang kedua serat tersebut ditunjukkan pada gambar di bawah. Modal birefringence yang digunakan dalam serat ini mewakili birefringence geometris dan akibat tekanan. Birefringence geometris sangat kecil dan dapat diabaikan untuk serat inti melingkar. Telah terbukti 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 material pada SAP bukanlah silikon dioksida. Serat Panda telah ditingkatkan untuk mencapai mode birefringence yang lebih tinggi, kehilangan yang sangat rendah, dan crosstalk yang rendah.
Tip: Saat ini, PM paling populerseratdi industri adalah serat Panda bulat. Salah satu keunggulan serat Panda dibandingkan serat PM lainnya adalah ukuran serat dan bukaan numerik dibandingkan serat mode tunggal konvensional. Kerugian minimum pada perangkat dipastikan saat menggunakan kedua jenis lampu.
Serat PM linier dengan struktur elips
Studi eksperimental pertama yang diusulkan tentang serat polarisasi tunggal kerugian 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 birefringence polarisasi. Pada tahap pertama, pandu gelombang dielektrik persegi panjang digunakan untuk memperkirakan birefringence serat inti elips. Pada percobaan penggunaan serat PM untuk pertama kalinya diproduksi sejenis serat dengan inti serat berbentuk dumbbell. Panjang denyut polarisasi dapat dikurangi dengan meningkatkan perbedaan indeks bias kelongsong inti serat. Namun, karena keterbatasan penerapan praktis, perbedaan indeks bias tidak dapat ditingkatkan terlalu banyak. Meningkatnya perbedaan indeks bias mengakibatkan kerugian transmisi, dan penyambungan menjadi lebih sulit karena radius inti harus dikurangi. Nilai birefringence tipikal untuk serat elips lebih tinggi dibandingkan dengan serat kelongsong elips. Namun kehilangan inti serat elips lebih tinggi dibandingkan dengan kelongsong elipsserat.
Serat PM linier dengan modulasi indeks bias
Untuk serat terpolarisasi tunggal yang mengisolasi panjang gelombang cutoff 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 cutoff. Birefringence yang tinggi dapat dicapai dengan memperkenalkan modulasi sudut pada 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 memperluas rentang panjang gelombang.
Distribusi indeks bias disebut profil kupu-kupu. Ini adalah kontur W asimetris, yang terdiri dari inti serat yang konsisten dan lapisan yang mengelilingi inti serat. Pada cladding, kontur mempunyai nilai NCL maksimum, radius dan sudutnya berubah ke atas, serta mempunyai kondisi menurun maksimum sepanjang sumbu X. Ada dua sifat bentuk ini untuk mewujudkan operasi polarisasi tunggal mode tunggal. Pertama, bentuknya asimetris, yang akan membuat konstanta propagasi dua mode osilasi utama pada sudut siku-siku berbeda, dan kedua, redaman di dalam kastil memastikan bahwa setiap mode memiliki panjang gelombang cutoff. Serat kupu-kupu memiliki konduktivitas yang lemah, sehingga jawaban persamaan gelombang skalar dapat digunakan untuk menentukan medan mode dan konstanta rambat. Jawabannya berkaitan dengan fungsi trigonometri dan fungsi Mathieu yang digunakan untuk menjelaskan korelasi koordinat transversal pada claddinginti serat. Fungsi-fungsi ini tidak ortogonal satu sama lain, sehingga memerlukan himpunan fungsi tak terbatas untuk memperhitungkan bidang modal di berbagai wilayah 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 merupakan karakteristik serat non-melingkar. Mode birefringence dapat ditingkatkan dengan memasukkan anisotropi ke dalam serat. Untuk anisotropi, hal ini dapat dicapai dengan menetapkan distribusi indeks bias yang berbeda pada dua polarisasi suatu mode. Birefringence geometris lebih kecil dibandingkan birefringence anisotropik. Namun, penurunan pada kelongsong bentuk kupu-kupu dapat memberikan polarisasi ganda pada panjang gelombang cutoff mode utama yang berosilasi, yang dipisahkan oleh jendela panjang gelombang yang memungkinkan untuk mencapai operasi mode tunggal polarisasi tunggal.
