Στρογγυλή ίνα PM
Η έννοια της κυκλικής διπλής διάθλασης μπορεί να εισαχθεί στην ίνα, έτσι οι δύο ορθογώνιες λειτουργίες πόλωσης είναι κυκλικά πολωμένες δεξιόστροφα και αριστερόστροφα στην ίνα -- η λεγόμενη κυκλική ίνα PM. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να επιτευχθεί διπλή διάθλαση δακτυλίου σε μια κυκλική (αξονικά συμμετρική) οπτική ίνα είναι η συστροφή της ίνας, η οποία παράγει μια διαφορά στις σταθερές διάδοσης μεταξύ του ταλαντούμενου κύριου τρόπου κυκλικής πόλωσης κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού και αριστερόστροφα. Έτσι, οι τρόποι λειτουργίας αυτών των δύο κυκλικά πολωμένων κυμάτων αποσυνδέονται. Μπορεί επίσης να θεωρηθεί ότι η εξωτερική τάση μπορεί να αλλάξει τη γωνία αζιμουθίου στην κατεύθυνση του μήκους της ίνας, γεγονός που μπορεί να δημιουργήσει διπλή διάθλαση δακτυλίου στην ίνα. Εάν μια οπτική ίνα συστραφεί, δημιουργείται τάση στρέψης, με αποτέλεσμα οπτικές ιδιότητες που σχετίζονται με παραμόρφωση.
Ο ινώδης πυρήνας της ίνας μπορεί επίσης να τοποθετηθεί κατά μήκος της σπειροειδούς διαδρομής στην επένδυση, έτσι ώστε να μπορεί επίσης να επιτευχθεί η διπλή διάθλαση του δακτυλίου. Αυτό προκαλεί το φως να ταξιδεύει κατά μήκος μιας σπειροειδούς διαδρομής, σχηματίζοντας μια οπτική περιστροφή. Η διπλή διάθλαση μπορεί να επιτευχθεί μόνο λόγω της επίδρασης της γεωμετρίας. Μια τέτοια ίνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ίνα απλής λειτουργίας και θα προκαλέσει σχετικά υψηλή απώλεια σε λειτουργία υψηλής τάξης.
Η δακτυλιοειδής ίνα PM με δομή πυρήνα ελικοειδούς ίνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα ανίχνευσης ρεύματος σύμφωνα με το φαινόμενο Faraday. Οι οπτικές ίνες μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας διμεταλλικές ράβδους και προσχηματισμένους σωλήνες, οι οποίοι περιστρέφουν τους προσχηματισμένους σωλήνες για να σχηματίσουν σπείρες κατά την έλξη των ινών.
Γραμμική ίνα PM
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ινών LINEAR PM, δηλαδή ο τύπος απλής πόλωσης και ο τύπος διπλής διάθλασης. Σε σύγκριση με τους δύο βασικούς τρόπους πόλωσης, το κύριο χαρακτηριστικό του τρόπου μονής πόλωσης είναι ότι έχει μεγάλη απώλεια μετάδοσης. Για τύπους ινών διπλής διάθλασης, οι σταθερές διάδοσης μεταξύ των δύο τρόπων πόλωσης στον κύριο τρόπο ταλάντωσης είναι προφανώς διαφορετικές. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλά σχέδια οπτικών ινών για τη διατήρηση της γραμμικής πόλωσης, η οποία θα συζητηθεί αργότερα.
Υποδοχές άκρων και σήραγγες ακμών γραμμικές ίνες PM
Η ίνα με σχισμή άκρης ενσωματώνει δύο σχισμές με δείκτη διάθλασης χαμηλότερο από τον δείκτη επένδυσης. Οι υποδοχές βρίσκονται στις δύο πλευρές του κεντρικού πυρήνα ινών. Αυτός ο τύπος ίνας έχει κατανομή δείκτη διάθλασης σχήματος W κατά μήκος του άξονα Χ και κατανομή δείκτη διάθλασης σταδίου κατά μήκος του άξονα Υ. Η ίνα άκρου-σήραγγα είναι ένα ειδικό παράδειγμα δομής σχισμής άκρης. Σε αυτές τις γραμμικές ίνες PM, η γεωμετρική ανισοτροπία εισάγεται στον πυρήνα της ίνας για να ληφθούν ίνες διπλής διάθλασης.
Γραμμική ίνα PM με εξαρτήματα καταπόνησης
Μια αποτελεσματική μέθοδος για την εισαγωγή υψηλής διπλής διάθλασης στην ίνα είναι η εισαγωγή της ανομοιόμορφης τάσης με διπλή γεωμετρική συμμετρία στον πυρήνα της ίνας. Ως αποτέλεσμα του φωτοελαστικού εφέ, η τάση αλλάζει τον δείκτη διάθλασης του πυρήνα της ίνας, ο οποίος μπορεί να παρατηρηθεί μέσω του σχεδίου πόλωσης κατά μήκος της ατράκτου της ίνας καθώς και των αποτελεσμάτων της διπλής διάθλασης. Η απαιτούμενη τάση μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας δύο εξίσου και ανεξάρτητα τεντωμένα εξαρτήματα (SAPs) που βρίσκονται στην περιοχή επένδυσης απέναντι από τον πυρήνα της ίνας. Επομένως, εφόσον ο δείκτης διάθλασης των SAP είναι χαμηλότερος ή ίσος με τον δείκτη διάθλασης της επένδυσης, δεν θα υπάρχει δευτερεύουσα λειτουργία ταλάντωσης μέσω των SAP.
Τα πιο κοινά σχήματα που χρησιμοποιούνται για τα SAP είναι το σχήμα του παπιγιόν και ο κύκλος. Αυτές οι ίνες ονομάζονται ίνες παπιγιόν και panda αντίστοιχα. Οι διατομές αυτών των δύο ινών φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. Η τροπική διπλή διάθλαση που χρησιμοποιείται σε αυτές τις ίνες αντιπροσωπεύει γεωμετρική και επαγόμενη από το στρες διπλή διάθλαση. Η γεωμετρική διπλή διάθλαση είναι πολύ μικρή και μπορεί να αγνοηθεί για την ίνα του κυκλικού πυρήνα. Έχει αποδειχθεί ότι η διπλή διάθλαση αυτών των πυρήνων ινών μπορεί να βελτιωθεί όταν τα SAP τοποθετούνται κοντά στον πυρήνα της ίνας, αλλά πρέπει να τοποθετούνται πολύ κοντά στον πυρήνα της ίνας, έτσι ώστε να μην αυξάνεται η απώλεια ινών, ειδικά εάν το υλικό στο το SAP δεν είναι διοξείδιο του πυριτίου. Η ίνα Panda έχει βελτιωθεί για την επίτευξη διπλής διάθλασης υψηλότερης λειτουργίας, πολύ χαμηλής απώλειας και χαμηλής αλληλεπίδρασης.
Συμβουλή: Προς το παρόν, το πιο δημοφιλές PMίναστη βιομηχανία είναι η στρογγυλή ίνα Panda. Η ίνα Panda ένα από τα πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες ίνες PM είναι το μέγεθος της ίνας και το αριθμητικό άνοιγμα σε σύγκριση με τις συμβατικές ίνες απλής λειτουργίας. Η ελάχιστη απώλεια στη συσκευή εξασφαλίζεται όταν χρησιμοποιείτε και τους δύο τύπους φωτός.
Γραμμική ίνα PM με ελλειπτική δομή
Η πρώτη προτεινόμενη πειραματική μελέτη πρακτικών ινών απλής πόλωσης χαμηλής απώλειας σε τρεις τύπους οπτικών δομών έχει πραγματοποιηθεί: ελλειπτικός πυρήνας, ελλειπτική επένδυση και ελλειπτική ίνα περιβλήματος. Η πρώιμη έρευνα του καλωδίου πυρήνα ελλειπτικών ινών περιλαμβάνει τον υπολογισμό της διπλής διάθλασης πόλωσης. Στο πρώτο στάδιο, ο ορθογώνιος διηλεκτρικός κυματοδηγός χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της διπλής διάθλασης της ελλειπτικής ίνας πυρήνα. Στο πείραμα της χρήσης ινών PM για πρώτη φορά, κατασκευάστηκε ένα είδος ίνας με πυρήνα ινών σε σχήμα αλτήρα. Το μήκος του παλμού πόλωσης μπορεί να μειωθεί αυξάνοντας τη διαφορά του δείκτη διάθλασης της επένδυσης του πυρήνα των ινών. Ωστόσο, λόγω των πρακτικών περιορισμών εφαρμογής, δεν είναι δυνατό να αυξηθεί υπερβολικά η διαφορά του δείκτη διάθλασης. Η αύξηση της διαφοράς του δείκτη διάθλασης έχει ως αποτέλεσμα απώλειες μετάδοσης και το μάτισμα γίνεται πιο δύσκολο επειδή η ακτίνα του πυρήνα πρέπει να μειωθεί. Η τυπική τιμή διπλής διάθλασης για τις ελλειπτικές ίνες είναι υψηλότερη από αυτή για τις ελλειπτικές ίνες επένδυσης. Αλλά η απώλεια του πυρήνα των ελλειπτικών ινών είναι μεγαλύτερη από αυτή της ελλειπτικής επένδυσηςίνα.
Γραμμική ίνα PM με διαμόρφωση δείκτη διάθλασης
Για μια μονοπολωμένη ίνα που απομονώνει το μήκος κύματος αποκοπής δύο ταλαντώσεων ορθής γωνίας, μια μέθοδος για την αύξηση του πλάτους της ζώνης συχνοτήτων είναι η επιλογή μιας κατανομής δείκτη διάθλασης που επιτρέπει μόνο μια κατάσταση πόλωσης να βρίσκεται στην αποκοπή. Η υψηλή διπλή διάθλαση μπορεί να επιτευχθεί με την εισαγωγή γωνιακής διαμόρφωσης στον δείκτη εσωτερικής επένδυσης της ελλειπτικής ίνας διατομής τριών στρωμάτων. Στη μελέτη των τριών στρωμάτων ελλειπτικής διατομής οπτικών ινών, υιοθετείται μια προσέγγιση διαταραχής, στην οποία ο κυματοδηγός του πυρήνα της ορθογώνιας ίνας θεωρείται ως δομή αναφοράς. Σε λειτουργία απλής πόλωσης, οι δοκιμές διπλής διάθλασης σε τρία στρώματα ελλειψοειδούς ίνας δείχνουν ότι η σωστή γωνιακή διαμόρφωση του δείκτη εσωτερικής επένδυσης μπορεί να ενισχύσει τη διπλή διάθλαση και να επεκτείνει το εύρος μήκους κύματος.
Η κατανομή του δείκτη διάθλασης ονομάζεται προφίλ πεταλούδας. Αυτό είναι ένα ασύμμετρο περίγραμμα W, το οποίο αποτελείται από έναν σταθερό πυρήνα ινών και την επένδυση που περιβάλλει τον πυρήνα ινών. Στην επένδυση, το περίγραμμα έχει τη μέγιστη τιμή του NCL και αλλάζει προς τα πάνω σε ακτίνα και γωνία και έχει τη μέγιστη φθίνουσα κατάσταση κατά μήκος του άξονα Χ. Υπάρχουν δύο ιδιότητες αυτού του σχήματος για την πραγματοποίηση μιας λειτουργίας απλής πόλωσης. Πρώτον, το σχήμα είναι ασύμμετρο, γεγονός που θα κάνει τις σταθερές διάδοσης των δύο κύριων τρόπων ταλάντωσης σε ορθές γωνίες διαφορετικές, και δεύτερον, η εξασθένηση εντός του κάστρου διασφαλίζει ότι κάθε λειτουργία έχει ένα μήκος κύματος αποκοπής. Οι ίνες πεταλούδας έχουν ασθενή αγωγιμότητα, επομένως η απάντηση στην εξίσωση βαθμωτών κυμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του πεδίου λειτουργίας και της σταθεράς διάδοσης. Η απάντηση σχετίζεται με τις τριγωνομετρικές συναρτήσεις και τις συναρτήσεις Mathieu, οι οποίες χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τη συσχέτιση των εγκάρσιων συντεταγμένων στην επένδυση τουπυρήνα ινών. Αυτές οι συναρτήσεις δεν είναι ορθογώνιες μεταξύ τους, οι οποίες απαιτούν ένα άπειρο σύνολο συναρτήσεων για να ληφθούν υπόψη τα πεδία τρόπων σε διαφορετικές περιοχές και να ικανοποιηθούν οι οριακές συνθήκες. Το προκύπτον γεωμετρικό γράφημα διπλής διάθλασης, σε σύγκριση με την τυπική συχνότητα V, δείχνει ότι ο βαθμός στον οποίο ο δείκτης διάθλασης μειώνεται κατά μήκος του άξονα Χ αυξάνει την ασυμμετρία, αυξάνοντας έτσι τις μέγιστες και V τιμές της διπλής διάθλασης. Η μέγιστη τιμή της διπλής διάθλασης είναι χαρακτηριστική των μη κυκλικών ινών. Η διπλή διάθλαση τρόπου λειτουργίας μπορεί να βελτιωθεί με την εισαγωγή ανισοτροπίας στην ίνα. Για την ανισοτροπία, μπορεί να επιτευχθεί με την ανάθεση διαφορετικών κατανομών δείκτη διάθλασης στις δύο πολώσεις ενός τρόπου λειτουργίας. Η γεωμετρική διπλή διάθλαση είναι μικρότερη από την ανισότροπη διπλή διάθλαση. Ωστόσο, η πτώση στην επένδυση σχήματος πεταλούδας μπορεί να προσφέρει διπλή πόλωση στο μήκος κύματος αποκοπής της κύριας λειτουργίας ταλάντωσης, το οποίο διαχωρίζεται από ένα παράθυρο μήκους κύματος στο οποίο είναι δυνατό να επιτευχθεί λειτουργία μονής πόλωσης.
