Rund PM fiber
Konceptet med cirkulær dobbeltbrydning kan indføres i fiberen, så de to retvinklede polarisationstilstande er cirkulært polariseret med uret og mod uret i fiberen -- den såkaldte cirkulære PM-fiber. Den mest almindelige måde at opnå ringdobbeltbrydning på i en cirkulær (aksialt symmetrisk) optisk fiber er at sno fiberen, hvilket frembringer en forskel i udbredelseskonstanter mellem den oscillerende hovedtilstand for cirkulær polarisering i retninger med uret og mod uret. Således er tilstandene for disse to cirkulært polariserede bølger afkoblet. Det kan også overvejes, at den eksterne spænding kan ændre azimutvinklen i fiberlængderetningen, hvilket kan generere ringdobbeltbrydning på fiberen. Hvis en optisk fiber er snoet, genereres en torsionsspænding, hvilket resulterer i optiske egenskaber forbundet med forvrængning.
Fiberens fiberkerne kan også lægges langs spiralbanen i beklædningen, så ringdobbeltbrydningen også kan opnås. Dette får lyset til at bevæge sig langs en spiralbane og danner en optisk rotation. Dobbeltbrydning kan kun opnås på grund af geometriens indflydelse. En sådan fiber kan anvendes som en enkelt-mode-fiber, og den vil forårsage relativt store tab i høj-ordens-tilstand.
Den ringformede PM-fiber med spiralformet fiberkernestruktur kan bruges inden for måling af strøm 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 LINEÆR PM-fiber, nemlig enkeltpolariseringstype og dobbeltbrydningstype. Sammenlignet med de to grundlæggende polarisationstilstande er hovedkarakteristikken ved enkeltpolariseringstilstand, at den har et stort transmissionstab. For dobbeltbrydende fibertyper er udbredelseskonstanterne mellem de to polarisationstilstande i hovedsvingningstilstanden åbenbart forskellige. Flere optiske fiberdesigns kan bruges til at opretholde lineær polarisering, hvilket vil blive diskuteret senere.
Kantspalter og kanttunneler lineær PM-fiber
Kantspaltefiberen 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 trinvis brydningsindeksfordeling langs Y-aksen. Kanttunnelfiberen er et særligt eksempel på kantspaltestruktur. I disse lineære PM-fibre indføres geometrisk anisotropi i fiberkernen for at opnå dobbeltbrydende fibre.
Lineær PM-fiber med belastede komponenter
En effektiv metode til at indføre høj dobbeltbrydning i fiberen er at indføre den uensartede spænding med dobbelt geometrisk symmetri i fiberkernen. Som et resultat af den fotoelastiske effekt ændrer spændingen fiberkernens brydningsindeks, hvilket kan observeres gennem polarisationsmønsteret langs fiberspindelen samt resultaterne af dobbeltbrydning. Den nødvendige spænding kan opnås ved at bruge to ligeligt og uafhængigt belastede komponenter (SAP'er) placeret i beklædningsområdet modsat fiberkernen. Så længe brydningsindekset for SAP'er er lavere end eller lig med brydningsindekset for beklædning, vil der derfor ikke være nogen sekundær oscillationstilstand gennem SAP'er.
De mest almindelige former, der bruges til SAP'er, er butterflyformen og cirklen. Disse fibre kaldes henholdsvis sløjfe- og pandafibre. Tværsnittene af disse to fibre er vist i figuren nedenfor. Den modale dobbeltbrydning, der anvendes i disse fibre, repræsenterer geometrisk og stress-induceret dobbeltbrydning. Den geometriske dobbeltbrydning er meget lille og kan ignoreres for den cirkulære kernefiber. Det har vist sig, at dobbeltbrydningen af disse fiberkerner kan forbedres, når SAP'er placeres tæt på fiberkernen, men det skal placeres meget tæt på fiberkernen, så der ikke sker en 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 PMfiberi branchen er den runde Panda fiber. Pandafiber en af de mange fordele i forhold til andre PM-fibre er fiberstørrelse og numerisk åbning sammenlignet med konventionelle single-mode fibre. Minimum tab på enheden er sikret ved brug af begge typer lys.
Lineær PM-fiber med elliptisk struktur
Den første foreslåede eksperimentelle undersøgelse af praktiske enkeltpolarisationsfibre med lavt tab på tre typer optiske strukturer er blevet udført: elliptisk kerne, elliptisk beklædning og elliptisk kappefiber. Den tidlige forskning af elliptisk fiberkernekabel involverer beregningen af polarisationsdobbeltbrydning. I det første trin bruges den rektangulære dielektriske bølgeleder til at estimere dobbeltbrydningen af den elliptiske kernefiber. I forsøget med at bruge PM-fiber for første gang blev der fremstillet en slags fiber med en håndvægtsformet fiberkerne. Polarisationsslaglængden kan reduceres ved at øge brydningsindeksforskellen for fiberkernebeklædning. Men på grund af praktiske anvendelsesbegrænsninger er det ikke muligt at øge brydningsindeksforskellen for meget. Forøgelse af brydningsindeksforskellen resulterer i transmissionstab, og splejsning bliver vanskeligere, fordi kerneradius skal reduceres. Den typiske dobbeltbrydningsværdi for elliptiske fibre er højere end for elliptiske beklædningsfibre. Men tabet af elliptisk fiberkerne er højere end tabet af elliptisk beklædningfiber.
Lineær PM-fiber med refraktivt indeksmodulation
For en enkelt-polariseret fiber, der isolerer cutoff-bølgelængden af to retvinklede oscillationer, er en metode til at øge dens frekvensbåndbredde at vælge en brydningsindeksfordeling, der kun tillader en polarisationstilstand at være ved cutoff. Den høje dobbeltbrydning kan opnås ved at indføre vinkelmodulation til det indre beklædningsindeks af den trelags elliptiske tværsnitsfiber. I undersøgelsen af trelags optiske fibre med elliptisk tværsnit, er en perturbationstilgang vedtaget, hvor den rektangulære fiberkernebølgeleder antages som referencestrukturen. Ved enkelt polariseringsoperation viser dobbeltbrydningstest på tre lag ellipsoide fibre, at korrekt vinkelmodulation af det indre beklædningsindeks kan forbedre dobbeltbrydningen og udvide bølgelængdeområdet.
Brydningsindeksfordelingen kaldes sommerfugleprofilen. Dette er en asymmetrisk W-kontur, som 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 enkelt-mode enkelt polariseringsoperation. For det første er formen asymmetrisk, hvilket vil gøre udbredelseskonstanterne for de to hovedsvingningsformer i rette vinkler forskellige, og for det andet sikrer dæmpningen inde i slottet, at hver tilstand har en afskæringsbølgelængde. 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, som bruges til at forklare sammenhængen mellem tværgående koordinater i beklædningen affiberkerne. Disse funktioner er ikke ortogonale i forhold til hinanden, hvilket kræver et uendeligt sæt funktioner for at tage højde for de modale felter i forskellige regioner og for at opfylde grænsebetingelserne. Den resulterende geometriske dobbeltbrydningsgraf, sammenlignet med standardfrekvensen V, viser, at den grad, hvormed brydningsindekset falder langs X-aksen, øger asymmetrien og dermed øger dobbeltbrydningens maksimale og V-værdier. Spidsværdien af dobbeltbrydning er karakteristisk for ikke-cirkulære fibre. Mode dobbeltbrydning kan forbedres ved at indføre anisotropi i fiberen. For anisotropi kan det opnås ved at tildele forskellige brydningsindeksfordelinger til de to polarisationer af en tilstand. Geometrisk dobbeltbrydning er mindre end anisotropisk dobbeltbrydning. Faldet i beklædningen i sommerfugleform kan imidlertid give dobbeltpolarisering til den oscillerende hovedtilstands cutoff-bølgelængde, som er adskilt af et bølgelængdevindue, hvori det er muligt at opnå enkeltpolarisering i enkelttilstandsdrift.
