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保偏光纖使用偏振濾鏡片前后的照片對(duì)比

電子工程師 ? 來(lái)源:驛路通 ? 作者:驛路通 ? 2021-04-10 10:27 ? 次閱讀

保偏光纖

今天聊一下保偏光纖(Polarization maintaining fiber)。首先“偏振”和“極化”兩個(gè)詞在英文文獻(xiàn)中都是“Polarization”(英國(guó)英語(yǔ)Polarisation)。

偏振指的是任何波動(dòng)朝著某特定方向振蕩的性質(zhì),而極化指的是各個(gè)帶電粒子因正、負(fù)電荷在空間里分離而產(chǎn)生的現(xiàn)象。只有在中文里,才用了不同的詞來(lái)代表。

偏振指的是橫波(比如:電磁波、引力波)能夠朝著不同方向振蕩的性質(zhì)。縱波不會(huì)展示出偏振現(xiàn)象,例如傳播于氣體或液體的聲波,其只會(huì)朝著傳播方向振蕩。偏振光的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,比如:攝影濾鏡、3D電影、液晶顯示器等等。

01

使用偏振濾鏡片前后的照片對(duì)比

全球范圍內(nèi),1980年以前,因?yàn)槿狈捎玫谋F饫w,在光纖中使用相位或偏振態(tài)控制非常困難。相干光通訊和光纖陀螺儀等傳感系統(tǒng)對(duì)偏振態(tài)的控制要求很高。

美國(guó)、日本和歐洲經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展,保偏光纖的技術(shù)逐漸成熟起來(lái)。最近十余年,我國(guó)的保偏光纖發(fā)展比較迅速,技術(shù)越來(lái)越強(qiáng)大,在關(guān)鍵應(yīng)用的牽引下,涌現(xiàn)出來(lái)一批優(yōu)秀的企業(yè)對(duì)這一個(gè)已經(jīng)幾十年的光纖產(chǎn)品進(jìn)行一代一代的優(yōu)化和革新。

“熊貓型”(PANDA)保偏光纖

我們國(guó)家的保偏光纖大多數(shù)采用“熊貓型”(PANDA)保偏光纖。熊貓光纖一方面是因?yàn)槎嗣鎴D像個(gè)熊貓臉(兩個(gè)應(yīng)力區(qū)看起來(lái)是兩個(gè)“熊貓黑眼圈”),另一方面是首字母縮寫(xiě):“Polarization-maintaining AND Absorption-reducing”。

02

熊貓臉

“完美”的低雙折射光纖制備還是比較困難的,光信號(hào)在傳統(tǒng)的通訊單模光纖光纖中傳輸,兩種偏振模式會(huì)發(fā)生相互耦合(x和y軸之間),這就難以實(shí)現(xiàn)“相干”技術(shù)的應(yīng)用(Coherent)。

現(xiàn)在經(jīng)常使用的保偏光纖是指高雙折射保偏光纖,高雙折射光纖是通過(guò)一些技術(shù)手段,提高了光纖的雙折射系數(shù)(Birefringence),拉大兩種偏振模式的傳播常數(shù),防止他們之間的耦合。

模式雙折射系數(shù)(Birefringence)是正交線性偏振模之間有效折射率的差,和拍長(zhǎng)(Beat length,Lp)有直接關(guān)系。

模耦合參數(shù)(h):表征基于隨機(jī)模耦合的保偏光纖的偏振保持能力,便于比較不同長(zhǎng)度的保偏光纖,與串?dāng)_(Cross Talk)直接相關(guān)。CT =10 log (Py/Px)(其中Px和Py是光纖長(zhǎng)度中激發(fā)模和耦合模的功率)。先重點(diǎn)關(guān)注一下光纖的雙折射系數(shù)(B)吧。

高雙折射光纖和低雙折射光纖

保偏光纖可以分成高雙折射光纖(B~10-4)和低雙折射光纖(B~10-9)。

經(jīng)過(guò)這么幾十年了,無(wú)論高雙折射還是低雙折射,都存在多類(lèi)型的技術(shù)方案。之前內(nèi)容中講過(guò)套管法和打孔,保偏光纖大量使用這些方法來(lái)制備(打孔、磨拋、套管都少不了)。工程師、學(xué)者們通過(guò)各種設(shè)計(jì)引入幾何型的雙折射(比如橢圓芯)或者應(yīng)力型的雙折射(比如熊貓型、領(lǐng)結(jié)型、邊孔型等等)。

降低雙折射保偏光纖是通過(guò)在光纖拉制過(guò)程中快速的旋轉(zhuǎn)光纖預(yù)制棒獲得,讓旋轉(zhuǎn)的周期<<拍長(zhǎng)(Lp)。低雙折射光纖制備效率低,價(jià)格依然比較昂貴,另外測(cè)試手段也相對(duì)薄弱。

各類(lèi)保偏光纖逐漸慢慢都有了工程應(yīng)用,這個(gè)圖基本概括了保偏光纖的分類(lèi)。

03

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保偏光纖分類(lèi)

光纖的應(yīng)用除了是光纖本身的性能,還要考察光纖是否便于使用,現(xiàn)在其實(shí)最常見(jiàn)的幾種高雙折射光纖是熊貓、領(lǐng)結(jié)、橢圓包層和橢圓芯結(jié)構(gòu)的。

04

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保偏光纖分類(lèi)

驛路通定制化保偏FA

驛路通定制化保偏FA,由多根保偏光纖組成,具有高偏振消光比和優(yōu)良的光學(xué)性能。

FA的端面經(jīng)過(guò)光學(xué)研磨,也可根據(jù)要求鍍膜(AR涂層)。

Yilut為特殊應(yīng)用提供定制化設(shè)計(jì)。

原文標(biāo)題:保偏光纖分類(lèi)

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責(zé)任編輯:haq

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