Pengenalan polarisasi
Ketika cahaya melewati titik di ruang angkasa, arah dan amplitud medan elektrik berayun bergerak sepanjang jalan dari masa ke masa. Vektor medan elektromagnetik pada sudut tepat satu sama lain dalam bahagian melintang (satah tegak lurus ke arah kemajuan) mewakili isyarat gelombang cahaya terpolarisasi. Polarisasi didefinisikan menggunakan vektor medan elektrik sebagai fungsi waktu, sesuai dengan corak yang ditelusuri melintang. Polarisasi boleh dibahagikan kepada polarisasi linear, elips atau bulat, yang mana polarisasi linear adalah yang paling mudah. Polarisasi dalam bentuk apa pun adalah masalah dalam penghantaran gentian optik.
Sebarang sistem komunikasi radio dan pengukuran serat optik adalah alat yang mampu menganalisis gangguan antara dua jenis gelombang cahaya. Kami tidak dapat menggunakan maklumat yang diberikan oleh gangguan kecuali amplitud kombinasi tetap stabil dari masa ke masa, iaitu gelombang cahaya berada dalam keadaan polarisasi yang sama. Dalam kes ini, perlu menggunakan gentian optik yang mampu menghantar keadaan polarisasi stabil. Oleh itu, untuk menyelesaikan masalah ini, gentian optik yang dapat mengekalkan polarisasi dikembangkan.
Apakah serat PM?
Penyebaran polarisasi cahaya dalam serat menjadi tidak terkawal (bergantung pada panjang gelombang) dan bergantung pada sebarang lenturan serat serta keadaan suhu. Serat optik khas diperlukan untuk mencapai sifat optik yang diinginkan, yang dipengaruhi oleh polarisasi cahaya ketika melewati serat. Banyak sistem, seperti interferometer dan sensor serat, laser gentian, dan modulator elektro-optik, juga mengalami kerugian yang bergantung pada polarisasi yang mempengaruhi prestasi sistem. Masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan gentian optik khas yang disebut gentian PM.
Prinsip serat PM
Sekiranya polarisasi cahaya yang dipancarkan ke dalam serat sepaksi dengan sumbu birefringence, ia akan tetap berlaku walaupun serat dibengkokkan. Menurut prinsip penggabungan mod seragam, prinsip fizikal di sebalik fenomena ini dapat difahami. Kerana fenomena birefringence yang kuat, pemalar penyebaran kedua mod polarisasi berbeza, jadi pertemuan relatif mod yang terlibat cenderung melayang dengan cepat. Oleh itu, selagi mana-mana gangguan di sepanjang cahaya mempunyai komponen Fourier spatial yang berkesan (dan nombor gelombang yang sesuai dengan perbezaan antara pemalar penyebaran kedua mod), ia dapat dipadankan secara efektif dengan kedua mod tersebut. Sekiranya perbezaannya cukup besar, gangguan umum pada cahaya akan berubah secara beransur-ansur dan perlahan untuk mencapai gandingan mod yang berkesan. Jadi prinsip serat PM membuat perbezaan yang cukup.
Di antara aplikasi komunikasi jarak jauh serat optik yang paling biasa, serat PM digunakan untuk memperkenalkan cahaya dari satu tempat ke tempat lain ke dalam keadaan polarisasi linear. Untuk mencapai hasil ini, beberapa syarat mesti dipenuhi. Serat input mesti sangat terpolarisasi untuk mengelakkan penghantaran mod paksi perlahan dan paksi pantas, di mana keadaan polarisasi output tidak dapat diramalkan.
Atas sebab yang sama, medan elektrik dalam gentian optik mesti diselaraskan dengan tepat dan tepat dengan paksi utama serat optik (yang biasanya merupakan paksi perlahan dalam amalan industri). Sekiranya kabel jalur gentian PM terdiri daripada gentian bersegmen yang disambungkan oleh penyambung gentian atau sambungan penyambungan, putaran dan kedudukan serat yang sepadan adalah masalah yang sangat kritikal. Sebagai tambahan, penyambung mesti dipasang pada gentian PM, dan semasa pemasangan penyambung, tegangan dalaman yang dihasilkan tidak akan menyebabkan medan elektrik diproyeksikan ke paksi optik yang tidak digunakan pada gentian.
Aplikasi gentian PM
Serat PM digunakan di kawasan di mana polarisasi melayang tidak dibenarkan, seperti perubahan suhu. Contohnya ialah interferometer serat dan beberapa laser gentian. Kelemahan penggunaan serat seperti itu ialah biasanya memerlukan orientasi polarisasi yang tepat, yang dapat menyebabkan lebih banyak masalah. Pada masa yang sama, kehilangan penyebaran lebih tinggi daripada gentian optik standard, dan sukar untuk menyimpan semua jenis gentian optik dalam bentuk penahan polarisasi.
Serat PM digunakan dalam aplikasi tertentu seperti aplikasi penginderaan serat, interferometri, dan taburan kunci kuantum. Ini juga biasa digunakan dalam komunikasi jarak jauh antara generator laser dan modulator, yang memerlukan cahaya terpolarisasi sebagai input. Ia jarang digunakan untuk penghantaran jarak jauh kerana serat PM sangat mahal dan mempunyai pelemahan yang lebih tinggi daripada serat mod tunggal.
Keperluan untuk penggunaan serat PM
Terminal: Apabila terminal gentian PM adalah penyambung optik, penting untuk menyambungkan batang tegangan ke penyambung, biasanya dengan menggunakan kunci.
Penyambungan: Penyambungan gentian PM juga harus dilakukan dengan sangat berhati-hati. Apabila gentian menyatu, paksi X, Y, dan Z harus diposisikan dengan baik dan kedudukan putaran mesti diposisikan dengan baik sehingga bar tegangan dapat diposisikan dengan tepat.
Keperluan lain adalah bahawa keadaan insiden di hujung serat mestilah sesuai dengan arah paksi utama melintang dari keratan rentas serat.
