Rund PM-fiber
Begrebet cirkulær dobbeltbrydning kan introduceres i fiberen, så de to retvinklede polarisationsfunktioner er polariseret med uret og mod uret i fiberen - den såkaldte cirkulære PM-fiber. Den mest almindelige måde at opnå ring-dobbeltbrydning i en cirkulær (aksialt symmetrisk) optisk fiber er at dreje fiberen, hvilket producerer en forskel i udbredelseskonstanter mellem den oscillerende hovedform for cirkulær polarisering i retning med uret og mod uret. Således frakobles tilstande for disse to cirkulært polariserede bølger. Det kan også overvejes, at den eksterne spænding kan ændre azimuthvinklen i fiberlængderetningen, hvilket kan generere ring dobbeltbrydning på fiberen. Hvis en optisk fiber vrides, genereres en torsionsspænding, hvilket resulterer i optiske egenskaber forbundet med forvrængning.
Fiberens kerne kan også lægges langs spiralvejen i beklædningen, således at dobbeltbrydningen også kan opnås. Dette får lyset til at bevæge sig langs en spiralbane og danne en optisk rotation. Dobbeltbrydning kan kun opnås på grund af geometriens indflydelse. En sådan fiber kan anvendes som en enkeltmodefiber, og den vil medføre relativt højt tab i høj ordenstilstand.
Den ringformede PM-fiber med spiralfiberkernestruktur kan bruges inden for detekteringsstrøm i henhold til Faraday Effect. Optiske fibre kan fremstilles ved hjælp af bimetalliske stænger og præformede rør, som spinder de præformede rør for at danne spiraler under fibertrækning.
Lineær PM-fiber
Der er to hovedtyper af LINEAR PM-fiber, nemlig enkeltpolariseringstype og dobbeltbrydningstype. Sammenlignet med de to grundlæggende polariseringstilstande er hovedkarakteristikken ved en enkelt polariseringstilstand, at den har et stort transmissionstab. For dobbeltbrydning af fibertyper er udbredelseskonstanterne mellem de to polarisationsmetoder i den primære svingningstilstand åbenlyst forskellige. Flere design af optiske fibre kan bruges til at opretholde lineær polarisering, som vil blive diskuteret senere.
Kantslidser og kanttunneler lineær PM-fiber
Kant-slot-fiberen integrerer to slidser med et brydningsindeks, der er lavere end beklædningsindekset. Slidserne er placeret på to sider af den centrale fiberkerne. Denne type fiber har en W-formet brydningsindeksfordeling langs X-aksen og en trin-brydningsindeksfordeling langs Y-aksen. Kanttunnelfiberen er et specielt eksempel på kantslidsstruktur. I disse lineære PM-fibre introduceres geometrisk anisotropi i fiberkernen for at opnå dobbeltbrydningsfibre.
Lineær PM-fiber med belastede komponenter
En effektiv metode til at indføre høj dobbeltbrydning i fiberen er at indføre den ikke-ensartede spænding med dobbelt geometrisk symmetri i fiberkernen. Som et resultat af den fotoelastiske effekt ændrer spændingen brydningsindekset for fiberkernen, som kan observeres gennem polariseringsmønsteret langs fiberspindlen såvel som resultaterne af dobbeltbrydning. Den krævede spænding kan opnås ved at bruge to lige og uafhængigt belastede komponenter (SAP'er) placeret i beklædningsområdet overfor fiberkernen. Derfor, så længe indekset for brydning af SAP'er er lavere end eller lig med indekset for brydning af beklædning, vil der ikke være nogen sekundær svingningstilstand gennem SAP'er.
De mest almindelige former, der bruges til SAP'er, er butterflyformen og cirklen. Disse fibre kaldes henholdsvis bow-tie og panda fibre. Tværsnittene af disse to fibre er vist i nedenstående figur. Den modale dobbeltbrydning, der anvendes i disse fibre, repræsenterer geometrisk og stressinduceret dobbeltbrydning. Den geometriske dobbeltbrydning er meget lille og kan ignoreres for den cirkulære kernefiber. Det er blevet vist, at dobbeltfibringen af disse fiberkerner kan forbedres, når SAP'er placeres tæt på fiberkernen, men det skal placeres meget tæt på fiberkernen, så der ikke er nogen stigning i fibertab, især hvis materialet på SAP'erne er ikke siliciumdioxid. Panda-fiber er blevet forbedret for at opnå højere mode dobbeltbrydning, meget lavt tab og lav krydstale.
Tip: I øjeblikket er den mest populære PM-fiber i branchen den runde Panda-fiber. Panda-fiber en af de mange fordele i forhold til andre PM-fibre er fiberstørrelse og numerisk blænde sammenlignet med konventionelle single-mode fibre. Der er sikret et minimalt tab på enheden, når du bruger begge typer lys.
Lineær PM-fiber med elliptisk struktur
Den første foreslåede eksperimentelle undersøgelse af praktiske fibre med lavt tab af enkeltpolarisering på tre typer optiske strukturer er blevet udført: elliptisk kerne, elliptisk beklædning og elliptisk kappefiber. Den tidlige undersøgelse af elliptisk fiberkernekabel involverer beregning af polariseringsbobrytning. I det første trin bruges den rektangulære dielektriske bølgeleder til at estimere dobbeltbrydningen af den elliptiske kernefiber. I eksperimentet med at bruge PM-fiber for første gang blev der produceret en slags fiber med håndvægtformet fiberkerne. Polarisationsslaglængden kan reduceres ved at øge forskellen på brydningsindeks for fiberkernbeklædning. På grund af praktiske anvendelsesbegrænsninger er det imidlertid ikke muligt at øge brydningsindeksforskellen for meget. Forøgelse af brydningsindeksforskellen resulterer i transmissionstab, og splejsning bliver vanskeligere, fordi kerneradien skal reduceres. Den typiske dobbeltbrydningsværdi for elliptisk fiber er højere end den for elliptisk beklædningsfiber. Men tabet af elliptisk fiberkerne er højere end for elliptisk beklædningsfiber.
Lineær PM-fiber med brydningsindeksmodulation
For en enkeltpolariseret fiber, der isolerer afskæringsbølgelængden for to retvinklede svingninger, er en metode til at øge dens frekvensbåndbredde at vælge en brydningsindeksfordeling, der kun tillader en polariseringstilstand at være ved afskæringen. Den høje dobbeltbrydning kan opnås ved at indføre vinkelmodulation til det indre beklædningsindeks af den trelags elliptiske tværsnitsfiber. I undersøgelsen af trelags elliptiske tværsnitsoptiske fibre anvendes en forstyrrelsesmetode, hvor den rektangulære fiberkernebølgeleder antages som referencestruktur. I enkeltpolarisationsoperation viser dobbeltbrydningstest på tre lag ellipsoid fiber, at korrekt vinkelmodulation af det indre beklædningsindeks kan forbedre dobbeltbrydning og udvide bølgelængdeområdet.
Brydningsindeksfordelingen kaldes sommerfuglprofilen. Dette er en asymmetrisk W-kontur, der er sammensat af en ensartet fiberkerne og beklædningen omkring fiberkernen. I beklædningen har konturen den maksimale værdi af NCL og ændres opad i radius og vinkel og har den maksimale faldende tilstand langs X-aksen. Der er to egenskaber ved denne form til at realisere single mode single polarization operation. For det første er formen asymmetrisk, hvilket vil gøre udbredelseskonstanterne for de to vigtigste svingningsformer vinkelrette og forskellige, og for det andet sikrer dæmpningen i slottet, at hver tilstand har en afskåret bølgelængde. Sommerfuglefibre har en svag ledningsevne, så svaret på den skalære bølgeligning kan bruges til at bestemme tilstandsfeltet og udbredelseskonstanten. Svaret vedrører trigonometriske funktioner og Mathieu-funktioner, der bruges til at forklare korrelationen af tværgående koordinater i beklædningen af fiberkernen. Disse funktioner er ikke vinkelrette på hinanden, hvilket kræver et uendeligt sæt funktioner for at tage højde for de modale felter i forskellige regioner og for at opfylde randbetingelserne. Den resulterende geometriske dobbeltbrydningsgraf sammenlignet med standardfrekvensen V viser, at graden, i hvilken brydningsindekset falder langs X-aksen, øger asymmetrien og øger således maksimums- og V-værdierne for dobbeltbrydningen. Topværdien af dobbeltbrydning er karakteristisk for ikke-cirkulære fibre. Dobbeltbrydning af tilstand kan forbedres ved at indføre anisotropi i fiberen. For anisotropi kan det opnås ved at tildele forskellige brydningsindeksfordelinger til de to polarisationer i en tilstand. Geometrisk dobbeltbrydning er mindre end anisotrop dobbeltbrydning. Imidlertid kan faldet i sommerfuglbeklædningen tilvejebringe dobbeltpolarisering til den oscillerende hovedtilstandsafskæringsbølgelængde, som er adskilt af et bølgelængdevindue, hvor det er muligt at opnå en enkeltpolarisations-enkeltmodusoperation.
