Polarizasyona giriş
Işık uzaydaki bir noktadan geçerken, salınan elektrik alanının yönü ve genliği, zaman içinde bir yol boyunca hareket eder. Bir enine kesitte (ilerleme yönüne dik bir düzlem) birbirine dik açıdaki bir elektromanyetik alan vektörü, polarize bir ışık dalgası sinyalini temsil eder. Polarizasyon, enine kesit boyunca izlenen modele uygun olarak zamanın bir fonksiyonu olarak elektrik alan vektörü kullanılarak tanımlanır. Polarizasyon, doğrusal, eliptik veya dairesel polarizasyona bölünebilir, bunların arasında en basit olan doğrusal polarizasyondur. Fiber optik iletimde her türlü polarizasyon bir problemdir.
Herhangi bir radyo iletişimi ve fiber optik ölçüm sistemi, iki tür ışık dalgası arasındaki paraziti analiz edebilen bir cihazdır. Karışımın verdiği bilgiyi, kombinasyonların genlikleri zaman içinde sabit kalmadıkça, yani ışık dalgaları aynı polarizasyon durumunda olmadıkça kullanamayız. Bu durumda, kararlı polarizasyon durumlarını iletebilen optik fiberlerin kullanılması gereklidir. Bu sorunu çözmek için polarizasyonu koruyabilen optik fiberler geliştirildi.
PM fiber nedir?
Fiberdeki ışığın polarizasyonunun difüzyonu kontrolsüz hale gelir (dalga boyuna bağlı olarak) ve fiberin herhangi bir bükülmesine ve sıcaklık durumuna bağlıdır. Fiberden geçerken ışığın polarizasyonundan etkilenen istenen optik özellikleri elde etmek için özel optik fiberlere ihtiyaç vardır. Fiber interferometreler ve sensörler, fiber lazerler ve elektro-optik modülatörler gibi birçok sistemde ayrıca sistem performansını etkileyen polarizasyona bağlı kayıplar vardır. Bu sorun, PM fiberler adı verilen özel optik fiberler kullanılarak çözülebilir.
PM fiber prensibi
Fibere yayılan ışığın polarizasyonu, çift kırılma ekseni ile eş eksenli ise, fiber bükülse bile öyle kalacaktır. Tek tip mod birleştirme ilkesine göre, bu fenomenin arkasındaki fiziksel ilke anlaşılabilir. Güçlü çift kırılma fenomeni nedeniyle, iki polarizasyon modunun yayılma sabitleri farklıdır, bu nedenle ilgili modların göreceli buluşması hızla kayma eğilimindedir. Bu nedenle, ışık boyunca herhangi bir girişim etkili bir uzamsal Fourier bileşenine (ve iki modun yayılma sabitleri arasındaki farka karşılık gelen bir dalga sayısına) sahip olduğu sürece, her iki modla da etkili bir şekilde eşleştirilebilir. Fark yeterince büyükse, ışıktaki genel rahatsızlık, etkili mod bağlantısına ulaşmak için kademeli ve yavaş bir şekilde değişecektir. Dolayısıyla, PM fiber prensibi yeterince fark yaratır.
Optik fiber uzun mesafeli iletişimin en yaygın uygulamaları arasında, PM fiber, ışığı bir yerden diğerine doğrusal polarizasyon durumuna sokmak için kullanılır. Bu sonuca ulaşmak için birkaç koşulun karşılanması gerekir. Çıkış polarizasyon durumunun tahmin edilemez olduğu yavaş eksen ve hızlı eksen modlarını iletmekten kaçınmak için giriş fiber yüksek derecede polarize edilmelidir.
Aynı nedenle, optik fiberdeki elektrik alanı, bir optik fiberin ana ekseniyle (endüstriyel uygulamada genellikle yavaş eksendir) tam ve doğru bir şekilde hizalanmalıdır. PM fiber yol kablosu, fiber konektörler veya ekleme eklemleri ile bağlanan parçalı fiberlerden oluşuyorsa, fiber dönüşünün ve konumunun eşleştirilmesi çok kritik bir sorundur. Ek olarak, konektör PM fiber üzerine kurulmalıdır ve konektörün kurulumu sırasında oluşan iç gerilim, elektrik alanın fiber üzerinde kullanılmayan optik eksene yansıtılmasına neden olmaz.
PM fiber uygulamaları
PM fiberler, sıcaklık değişiklikleri gibi polarizasyon kaymasına izin verilmeyen alanlarda kullanılır. Bunun örnekleri, fiber interferometreler ve bazı fiber lazerlerdir. Bu tür lifleri kullanmanın dezavantajı, genellikle daha fazla soruna yol açabilen polarizasyonun hassas bir şekilde yönlendirilmesini gerektirmeleridir. Aynı zamanda, yayılma kaybı standart optik fiberlerinkinden daha fazladır ve her tür optik fiberi polarizasyon tutma formunda tutmak zordur.
PM fiberler, fiber algılama uygulamaları, interferometri ve kuantum anahtar dağıtımı gibi özel uygulamalarda kullanılır. Giriş olarak polarize ışık gerektiren lazer jeneratörleri ve modülatörler arasındaki uzun mesafeli iletişimlerde de yaygın olarak kullanılır. Uzun mesafeli iletim için nadiren kullanılır çünkü PM fiber çok pahalıdır ve tek modlu fibere göre daha yüksek bir zayıflamaya sahiptir.
PM fiber kullanımı için gereklilikler
Terminal: Bir PM fiberin terminali bir optik konektör olduğunda, gerilme çubuğunu konektöre, genellikle bir anahtar vasıtasıyla bağlamak önemlidir.
Ekleme: PM liflerinin eklenmesi de çok dikkatli yapılmalıdır. Fiber kaynaştığında, X, Y ve Z eksenleri iyi konumlandırılmalı ve dönüş konumlandırması, gerilme çubuğunun tam olarak konumlandırılabilmesi için iyi konumlandırılmalıdır.
Diğer bir gereklilik, fiberin sonundaki olay koşulunun, fiber kesitinin enine ana ekseninin yönü ile tutarlı olması gerektiğidir.
