Увод у поларизацију
Како светлост пролази кроз тачку у простору, смер и амплитуда осцилирајућег електричног поља путују дуж путање током времена. Вектор електромагнетног поља под правим углом један према другом у попречном пресеку (раван окомита на правац кретања) представља сигнал поларизованог светлосног таласа. Поларизација се дефинише помоћу вектора електричног поља у зависности од времена, у складу са узорком који се прати попречним пресеком. Поларизацију можемо поделити на линеарну, елиптичну или кружну поларизацију, од којих је линеарна поларизација најједноставнија. Поларизација било које врсте представља проблем у преносу оптичких влакана.
Било који систем за радио комуникацију и оптичка влакна је уређај способан да анализира сметње између две врсте светлосних таласа. Информације које дају сметње не можемо користити ако амплитуде комбинација не остану стабилне током времена, односно светлосни таласи су у истом поларизационом стању. У овом случају неопходно је користити оптичка влакна способна да преносе стабилна поларизациона стања. Дакле, да би се решио овај проблем, развијена су оптичка влакна која могу одржавати поларизацију.
Шта је ПМ влакно?
Дифузија поларизације светлости у влакну постаје неконтролисана (у зависности од таласне дужине) и зависи од било каквог савијања влакна, као и од температурног стања. За постизање жељених оптичких својстава потребна су посебна оптичка влакна на која утиче поларизација светлости док пролази кроз влакно. Многи системи, попут интерферометра и сензора од влакана, фибер ласера и електрооптичких модулатора, такође имају губитке који зависе од поларизације и утичу на перформансе система. Овај проблем се може решити употребом посебних оптичких влакана која се називају ПМ влакна.
Принцип ПМ влакана
Ако је поларизација светлости која се емитује у влакно коаксијална са дволомном осом, она ће остати таква чак и ако је влакно савијено. Према принципу уједначеног спрезања мода, може се разумети физички принцип који стоји иза овог феномена. Због појаве јаког дволомног зрачења, константе ширења два поларизациона мода су различита, па релативни састанак укључених модуса има тенденцију брзог заношења. Према томе, све док било која интерференција дуж светлости има ефикасну просторну Фуријеову компоненту (и таласни број који одговара разлици између константи ширења два модуса), може се ефикасно прилагодити са оба модуса. Ако је разлика довољно велика, општи поремећај у светлости ће се мењати постепено и полако да би се постигло ефикасно спајање начина рада. Дакле, принцип ПМ влакана чини довољну разлику.
Међу најчешћим применама оптичких влакана за даљинску комуникацију, ПМ влакно се користи за увођење светлости са једног места на друго у стање линеарне поларизације. Да би се постигао овај резултат, мора се испунити неколико услова. Улазно влакно мора бити високо поларизовано да би се избегао пренос режима споре осе и брзе осе, у којима је стање поларизације излаза непредвидљиво.
Из истог разлога, електрично поље у оптичком влакну мора бити прецизно и тачно поравнато са главном осом оптичког влакна (што је обично спора ос у индустријској пракси). Ако се кабл за пут са влакнима ПМ састоји од сегментираних влакана повезаних влакнастим конекторима или спојним спојевима, подударање ротације и позиционирања влакана је врло критичан проблем. Поред тога, конектор мора бити инсталиран на ПМ влакну, а током инсталације конектора, створени унутрашњи напони неће проузроковати пројекцију електричног поља на оптичку осу која се не користи на влакну.
Примена ПМ влакана
ПМ влакна се користе у подручјима где поларизациони занос није дозвољен, као што су промене температуре. Примери тога су интерферометри влакана и неки ласерски влакни. Недостатак употребе таквих влакана је тај што обично захтевају прецизну оријентацију поларизације, што може изазвати више проблема. Истовремено, губици ширења су већи од губитака код стандардних оптичких влакана и тешко је задржати све врсте оптичких влакана у поларизационом облику.
ПМ влакна се користе у специфичним применама, као што су примена влакана, интерферометрија и квантна дистрибуција кључа. Такође се често користи у комуникацији на велике удаљености између ласерских генератора и модулатора, којима је поларизована светлост потребна као улаз. Ретко се користи за пренос на велике даљине, јер су ПМ влакна веома скупа и имају веће слабљење од једнодомних влакана.
Захтеви за употребу ПМ влакана
Терминал: Када је терминал ПМ влакна оптички конектор, важно је спојити шипку напона на конектор, обично помоћу кључа.
Спајање: Спајање ПМ влакана такође треба обавити врло пажљиво. Када се влакно стопи, осе Кс, И и З морају бити добро постављене, а положај ротације мора бити добро постављен тако да шипка напрезања може бити прецизно постављена.
Следећи захтев је да упадни услови на крају влакна морају бити у складу са смером попречне главне осе пресека влакна.
