Pengantar polarisasi
Saat cahaya melewati suatu titik di ruang angkasa, arah dan amplitudo medan listrik yang berosilasi bergerak di sepanjang jalur dari waktu ke waktu. Vektor medan elektromagnetik pada sudut siku-siku satu sama lain dalam bagian melintang (bidang tegak lurus terhadap arah gerak maju) mewakili sinyal gelombang cahaya terpolarisasi. Polarisasi didefinisikan dengan menggunakan vektor medan listrik sebagai fungsi waktu, sesuai dengan pola yang ditelusuri melintasi penampang. Polarisasi dapat dibagi menjadi polarisasi linier, eliptik atau sirkuler, di mana polarisasi linier adalah yang paling sederhana. Polarisasi apapun adalah masalah dalam transmisi serat optik.
Setiap komunikasi radio dan sistem pengukuran serat optik adalah perangkat yang mampu menganalisis interferensi antara dua jenis gelombang cahaya. Kita tidak dapat menggunakan informasi yang diberikan oleh interferensi kecuali amplitudo kombinasi tetap stabil dari waktu ke waktu, yaitu gelombang cahaya berada dalam keadaan polarisasi yang sama. Dalam hal ini, perlu menggunakan serat optik yang mampu mentransmisikan status polarisasi yang stabil. Jadi untuk mengatasi masalah ini, dikembangkan serat optik yang dapat mempertahankan polarisasi.
Apa itu serat PM?
Difusi polarisasi cahaya dalam serat menjadi tidak terkendali (tergantung pada panjang gelombang) dan bergantung pada setiap tekukan serat serta keadaan suhu. Serat optik khusus diperlukan untuk mencapai sifat optik yang diinginkan, yang dipengaruhi oleh polarisasi cahaya saat melewati serat. Banyak sistem, seperti interferometer dan sensor serat, laser serat, dan modulator elektro-optik, juga memiliki kerugian yang bergantung pada polarisasi yang memengaruhi kinerja sistem. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan serat optik khusus yang disebut serat PM.
Prinsip serat PM
Jika polarisasi cahaya yang dipancarkan ke dalam serat adalah koaksial dengan sumbu birefringence, polarisasi akan tetap demikian meskipun serat dibengkokkan. Menurut prinsip kopling mode seragam, prinsip fisik di balik fenomena ini dapat dipahami. Karena fenomena birefringence yang kuat, konstanta propagasi dari dua mode polarisasi berbeda, sehingga pertemuan relatif dari mode yang terlibat cenderung bergerak cepat. Oleh karena itu, selama interferensi apa pun di sepanjang cahaya memiliki komponen Fourier spasial yang efektif (dan bilangan gelombang yang sesuai dengan perbedaan antara konstanta propagasi kedua mode), interferensi tersebut dapat secara efektif disesuaikan dengan kedua mode. Jika perbedaannya cukup besar, gangguan umum pada lampu akan berubah secara bertahap dan perlahan untuk mencapai kopling mode efektif. Jadi prinsip serat PM membuat perbedaan yang cukup besar.
Di antara aplikasi paling umum dari komunikasi jarak jauh serat optik, serat PM digunakan untuk memasukkan cahaya dari satu tempat ke tempat lain ke dalam keadaan polarisasi linier. Untuk mencapai hasil ini, beberapa syarat harus dipenuhi. Serat masukan harus sangat terpolarisasi untuk menghindari transmisi mode sumbu lambat dan sumbu cepat, di mana status polarisasi keluaran tidak dapat diprediksi.
Untuk alasan yang sama, medan listrik dalam serat optik harus disejajarkan secara tepat dan akurat dengan sumbu utama serat optik (yang biasanya merupakan sumbu lambat dalam praktik industri). Jika kabel jalur serat PM terdiri dari serat tersegmentasi yang dihubungkan oleh konektor serat atau sambungan sambungan, rotasi dan pemosisian serat yang cocok adalah masalah yang sangat kritis. Selain itu, konektor harus dipasang pada serat PM, dan selama pemasangan konektor, tegangan internal yang dihasilkan tidak akan menyebabkan medan listrik diproyeksikan ke sumbu optik yang tidak digunakan pada serat.
Aplikasi serat PM
Serat PM digunakan di area di mana penyimpangan polarisasi tidak diperbolehkan, seperti perubahan suhu. Contohnya adalah interferometer serat dan beberapa laser serat. Kerugian dari penggunaan serat semacam itu adalah bahwa mereka biasanya memerlukan orientasi polarisasi yang tepat, yang dapat menyebabkan lebih banyak masalah. Pada saat yang sama, kehilangan propagasi lebih tinggi daripada serat optik standar, dan sulit untuk mempertahankan semua jenis serat optik dalam bentuk penahan polarisasi.
Serat PM digunakan dalam aplikasi khusus seperti aplikasi penginderaan serat, interferometri, dan distribusi kunci kuantum. Ini juga biasa digunakan dalam komunikasi jarak jauh antara generator laser dan modulator, yang membutuhkan cahaya terpolarisasi sebagai input. Ini jarang digunakan untuk transmisi jarak jauh karena serat PM sangat mahal dan memiliki atenuasi yang lebih tinggi daripada serat mode tunggal.
Persyaratan penggunaan serat PM
Terminal: Jika terminal serat PM adalah konektor optik, penting untuk menghubungkan batang tegangan ke konektor, biasanya dengan menggunakan kunci.
Penyambungan: Penyambungan serat PM juga harus dilakukan dengan sangat hati-hati. Saat serat menyatu, sumbu X, Y, dan Z harus diposisikan dengan baik dan posisi rotasi harus diposisikan dengan baik sehingga batang tegangan dapat ditempatkan secara tepat.
Persyaratan lain adalah bahwa kondisi kejadian pada ujung serat harus konsisten dengan arah sumbu utama melintang dari penampang serat.
