Fibra PM redonda
El concepto de birrefringencia circular se puede introducir en la fibra, por lo que los dos modos de polarización en ángulo recto se polarizan circularmente en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj en la fibra -- la llamada fibra PM circular. La forma más común de lograr birrefringencia anular en una fibra óptica circular (axialmente simétrica) es torcer la fibra, lo que produce una diferencia en las constantes de propagación entre el modo principal oscilante de polarización circular en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj. Por tanto, los modos de estas dos ondas polarizadas circularmente están desacoplados. También se puede considerar que la tensión externa puede cambiar el ángulo de acimut en la dirección longitudinal de la fibra, lo que puede generar una birrefringencia anular en la fibra. Si se tuerce una fibra óptica, se genera una tensión de torsión, lo que da como resultado propiedades ópticas asociadas con la distorsión.
El núcleo de fibra de la fibra también se puede colocar a lo largo del recorrido en espiral en el revestimiento, de modo que también se puede obtener la birrefringencia anular. Esto hace que la luz viaje a lo largo de una trayectoria en espiral, formando una rotación óptica. La birrefringencia sólo se puede lograr gracias a la influencia de la geometría. Una fibra de este tipo se puede utilizar como fibra monomodo y provocará una pérdida relativamente alta en el modo de alto orden.
La fibra PM anular con estructura de núcleo de fibra helicoidal se puede utilizar en el campo de detección de corriente según el efecto Faraday. Las fibras ópticas se pueden fabricar utilizando varillas bimetálicas y tubos preformados, que hacen girar los tubos preformados para formar espirales durante el estirado de la fibra.
Fibra PM lineal
Hay dos tipos principales de fibra LINEAR PM, a saber, el tipo de polarización simple y el tipo de birrefringencia. En comparación con los dos modos de polarización básicos, la principal característica del modo de polarización única es que tiene una gran pérdida de transmisión. Para los tipos de fibras de birrefringencia, las constantes de propagación entre los dos modos de polarización en el modo principal de oscilación son obviamente diferentes. Se pueden utilizar múltiples diseños de fibra óptica para mantener la polarización lineal, lo que se analizará más adelante.
Ranuras de borde y túneles de borde de fibra PM lineal
La fibra de ranura de borde integra dos ranuras con un índice de refracción inferior al índice de revestimiento. Las ranuras están ubicadas en dos lados del núcleo central de fibra. Este tipo de fibra tiene una distribución del índice de refracción en forma de W a lo largo del eje X y una distribución del índice de refracción escalonada a lo largo del eje Y. La fibra de túnel de borde es un ejemplo especial de estructura de ranura de borde. En estas fibras PM lineales, se introduce anisotropía geométrica en el núcleo de la fibra para obtener fibras de birrefringencia.
Fibra PM lineal con componentes estresados.
Un método eficaz para introducir una alta birrefringencia en la fibra es introducir la tensión no uniforme con doble simetría geométrica en el núcleo de la fibra. Como resultado del efecto fotoelástico, la tensión cambia el índice de refracción del núcleo de la fibra, lo que se puede observar a través del patrón de polarización a lo largo del huso de la fibra, así como los resultados de la birrefringencia. La tensión requerida se puede obtener utilizando dos componentes igualmente e independientemente estresados (SAP) ubicados en la región del revestimiento opuesta al núcleo de la fibra. Por lo tanto, siempre que el índice de refracción de los SAP sea menor o igual al índice de refracción del revestimiento, no habrá modo de oscilación secundaria a través de los SAP.
Las formas más comunes utilizadas para los SAP son la forma de pajarita y el círculo. Estas fibras se llaman fibras de pajarita y panda respectivamente. Las secciones transversales de estas dos fibras se muestran en la siguiente figura. La birrefringencia modal utilizada en estas fibras representa una birrefringencia geométrica e inducida por tensión. La birrefringencia geométrica es muy pequeña y puede ignorarse en el caso de la fibra con núcleo circular. Se ha demostrado que la birrefringencia de estos núcleos de fibra se puede mejorar cuando los SAP se colocan cerca del núcleo de fibra, pero se debe colocar muy cerca del núcleo de fibra para que no haya un aumento en la pérdida de fibra, especialmente si el material en los SAP no es dióxido de silicio. La fibra Panda se ha mejorado para lograr una birrefringencia de modo más alto, una pérdida muy baja y una diafonía baja.
Consejo: actualmente, el PM más popularfibraen la industria está la fibra redonda Panda. La fibra Panda, una de las muchas ventajas sobre otras fibras PM, es el tamaño de la fibra y la apertura numérica en comparación con las fibras monomodo convencionales. Se garantiza una pérdida mínima en el dispositivo cuando se utilizan ambos tipos de luz.
Fibra PM lineal con estructura elíptica.
Se ha llevado a cabo el primer estudio experimental propuesto de fibras prácticas de polarización simple de bajas pérdidas en tres tipos de estructuras ópticas: núcleo elíptico, revestimiento elíptico y fibra de vaina elíptica. Las primeras investigaciones sobre cables con núcleo de fibra elíptica implican el cálculo de la birrefringencia de polarización. En la primera etapa, se utiliza la guía de ondas dieléctrica rectangular para estimar la birrefringencia de la fibra con núcleo elíptico. En el experimento de utilizar fibra PM por primera vez, se fabricó un tipo de fibra con núcleo de fibra en forma de mancuerna. La longitud del latido de polarización se puede reducir aumentando la diferencia del índice de refracción del revestimiento del núcleo de fibra. Sin embargo, debido a limitaciones de la aplicación práctica, no es posible aumentar demasiado la diferencia del índice de refracción. El aumento de la diferencia del índice de refracción produce pérdidas de transmisión y el empalme se vuelve más difícil porque se debe reducir el radio del núcleo. El valor de birrefringencia típico de la fibra elíptica es mayor que el de la fibra de revestimiento elíptica. Pero la pérdida del núcleo de fibra elíptica es mayor que la del revestimiento elíptico.fibra.
Fibra PM lineal con modulación del índice de refracción.
Para una fibra monopolarizada que aísla la longitud de onda de corte de dos oscilaciones de ángulo recto, un método para aumentar el ancho de su banda de frecuencia es seleccionar una distribución del índice de refracción que solo permita que haya un estado de polarización en el corte. La alta birrefringencia se puede lograr introduciendo modulación angular en el índice de revestimiento interno de la fibra de sección transversal elíptica de tres capas. En el estudio de fibras ópticas de sección transversal elíptica de tres capas, se adopta un enfoque de perturbación, en el que se supone la guía de ondas del núcleo de fibra rectangular como estructura de referencia. En operación de polarización única, las pruebas de birrefringencia en tres capas de fibra elipsoidal muestran que la modulación angular adecuada del índice del revestimiento interno puede mejorar la birrefringencia y extender el rango de longitud de onda.
La distribución del índice de refracción se llama perfil de mariposa. Se trata de un contorno en W asimétrico, que se compone de un núcleo de fibra consistente y el revestimiento que rodea el núcleo de fibra. En el revestimiento, el contorno tiene el valor máximo de NCL, cambia hacia arriba en radio y ángulo, y tiene la condición máxima descendente a lo largo del eje X. Hay dos propiedades de esta forma para realizar una operación de polarización única de modo único. Primero, la forma es asimétrica, lo que hará que las constantes de propagación de los dos modos principales de oscilación en ángulo recto sean diferentes, y segundo, la atenuación dentro del castillo asegura que cada modo tenga una longitud de onda de corte. Las fibras de mariposa tienen una conductividad débil, por lo que la respuesta a la ecuación de onda escalar se puede utilizar para determinar el campo modal y la constante de propagación. La respuesta se refiere a funciones trigonométricas y funciones de Mathieu, que se utilizan para explicar la correlación de coordenadas transversales en el revestimiento delnúcleo de fibra. Estas funciones no son ortogonales entre sí, lo que requiere un conjunto infinito de funciones para dar cuenta de los campos modales en diferentes regiones y satisfacer las condiciones de contorno. El gráfico de birrefringencia geométrica resultante, en comparación con la frecuencia estándar V, muestra que el grado en que el índice de refracción disminuye a lo largo del eje X aumenta la asimetría, aumentando así los valores máximo y V de la birrefringencia. El valor máximo de birrefringencia es característico de las fibras no circulares. La birrefringencia modal se puede mejorar introduciendo anisotropía en la fibra. Para la anisotropía, se puede lograr asignando diferentes distribuciones de índice de refracción a las dos polarizaciones de un modo. La birrefringencia geométrica es menor que la birrefringencia anisotrópica. Sin embargo, la caída en el revestimiento en forma de mariposa puede proporcionar doble polarización a la longitud de onda de corte del modo principal oscilante, que está separada por una ventana de longitud de onda en la que es posible lograr una operación de modo único con polarización única.
