فیبر دور PM
مفهوم دوفرنس دایره ای را می توان به فیبر معرفی کرد، بنابراین دو حالت قطبش زاویه دار راست به صورت دایره ای در عقربه های ساعت قطبش می شوند و در مقابل عقربه های ساعت در فیبر -- به اصطلاح فیبر PM دایره ای. رایج ترین راه برای رسیدن به بیرفرینگ حلقه ای در یک فیبر نوری دایره ای (axially symmetric) پیچش فیبر است که تفاوتی در ثابت های انتشار بین حالت اصلی نوسانی قطبش دایره ای در جهت عقربه های ساعت و جهت عقربه های ساعت تولید می کند. به این ترتیب حالت های این دو موج قطبش دایره ای دکوپل می شوند. همچنین می توان در نظر گرفت که تنش خارجی می تواند زاویه ازیموت را در جهت طول فیبر تغییر دهد که می تواند بر روی فیبر دوبر حلقه ای تولید کند. اگر یک فیبر نوری پیچ خورده باشد، یک تنش پیچش ایجاد می شود که در نتیجه خواص نوری مرتبط با تحریف ایجاد می شود.
هسته فیبر فیبر نیز می تواند در طول مسیر مارپیچ در روکش گذاشته شود، به طوری که حلقه دو سر نیز می تواند به دست آید. این امر باعث می شود که نور در طول یک مسیر مارپیچی سفر کند و یک چرخش نوری را تشکیل دهد. دوکفایی را تنها به دلیل تأثیر هندسه می توان به دست آورد. چنین فیبری می تواند به عنوان یک فیبر حالت واحد مورد استفاده قرار گیرد، و باعث از دست دادن نسبتاً بالا در حالت نظم بالا خواهد شد.
فیبر PM آنولار با ساختار هسته فیبر هلیکال می تواند در زمینه جریان سنجش با توجه به اثر فارادی مورد استفاده قرار گیرد. فیبرهای نوری را می توان با استفاده از میله های دو فلزی و لوله های از پیش شکل داده شده ساخت که لوله های از پیش شکل گرفته را می چرخانند تا در حین ترسیم فیبر مارپیچ تشکیل دهند.
فیبر PM خطی
دو نوع اصلی فیبر خطی PM وجود دارد، یعنی نوع قطبش تک و نوع دوکفه ای. در مقایسه با دو حالت قطبش پایه، ویژگی اصلی حالت قطبش تک این است که از دست دادن انتقال بزرگی دارد. برای انواع فیبر دوفرنس، ثابت های انتشار بین دو حالت قطبش در حالت اصلی نوسان بدیهی است که متفاوت است. از طرح های فیبر نوری متعدد می توان برای حفظ قطبش خطی استفاده کرد که بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت.
شکاف لبه و لبه تونل فیبر خطی PM
فیبر لبه شکاف دو اسلات را با یک شاخص شکست پایین تر از شاخص روکش ادغام می کند. شکاف ها در دو طرف هسته فیبر مرکزی قرار دارند. این نوع فیبر دارای توزیع شکست W شکل در امتداد محور X و یک توزیع شکست گام در امتداد محور Y است. فیبر لبه-تونل نمونه ویژه ای از ساختار لبه-شکاف است. در این الیاف PM خطی، برای به دست آوردن فیبرهای دو حلقه ای، آنیوستروپی هندسی وارد هسته فیبر می شود.
فیبر PM خطی با اجزای تنش
یک روش مؤثر برای معرفی دونفری بالا به فیبر، معرفی تنش غیر یکنواخت با تقارن هندسی مضاعف به هسته فیبر است. در نتیجه اثر الاستیک عکس، تنش ضریب شکست هسته فیبر را تغییر می دهد که می تواند از طریق الگوی قطبش در امتداد دفن فیبر و همچنین نتایج دوکفه ای مشاهده شود. تنش مورد نیاز را می توان با استفاده از دو جزء به طور مساوی و مستقل تنش (SAPs) واقع در منطقه روکش مقابل هسته فیبر به دست آورد. بنابراین تا زمانی که شاخص شکست SAPs پایین تر یا برابر با شاخص شکست روکش فلزی باشد، هیچ حالت نوسان ثانویه ای از طریق SAPs وجود نخواهد داشت.
رایج ترین اشکال مورد استفاده برای SAPs شکل پاپیون و دایره است. این الیاف را به ترتیب پاپیون و الیاف پاندا می نامند. مقطع های این دو فیبر در شکل زیر نشان داده شده است. دوفرنس مودال مورد استفاده در این الیاف نشان دهنده دوکفه ای هندسی و ناشی از استرس است. بیرفرنس هندسی بسیار کوچک است و می تواند برای فیبر هسته دایره ای نادیده گرفته شود. نشان داده شده است که دوبری بودن این هسته های فیبری زمانی قابل بهبود است که SAPs نزدیک به هسته فیبر قرار گیرد، اما باید بسیار نزدیک به هسته فیبر قرار گیرد تا افزایشی در از دست دادن فیبر وجود ندارد، به خصوص اگر ماده روی SAPs دی اکسید سیلیکون ن باشد. فیبر پاندا بهبود یافته است برای رسیدن به دوسرفه حالت بالاتر, از دست دادن بسیار کم و crosstalk کم.
نکته: در حال حاضر محبوب ترین فیبر PM در صنعت فیبر پاندا گرد است. فیبر پاندا یکی از مزایای بسیاری نسبت به دیگر الیاف PM اندازه فیبر و دیپراتور عددی در مقایسه با الیاف معمولی تک حالت است. حداقل از دست دادن بر روی دستگاه در هنگام استفاده از هر دو نوع نور تضمین می شود.
فیبر PM خطی با ساختار بی فیلیپینی
اولین مطالعه تجربی پیشنهادی فیبرهای تک قطبش کم زیان عملی بر روی سه نوع ساختار نوری انجام شده است: هسته بی بی رحم، روکش بی رحم و فیبر sheath بی شکل. تحقیقات اولیه کابل هسته فیبر بی شکل شامل محاسبه دوفرنس قطبش است. در مرحله اول، از موج کش دی تریک مستطیل شکل برای تخمین بیرفرنس فیبر هسته بیضوی استفاده می شود. در آزمایش استفاده از فیبر PM برای اولین بار نوعی فیبر با هسته فیبر شکل دمبل ساخته شد. طول ضرب قطبش را می توان با افزایش اختلاف شاخص شکست روکش هسته فیبر کاهش داد. با این حال، به دلیل محدودیت های کاربردی کاربرد، نمی توان اختلاف انکستاکتیو را بیش از حد افزایش داد. افزایش اختلاف شاخص شکست منجر به تلفات انتقال می شود، و splicing سخت تر می شود زیرا شعاع هسته باید کاهش یابد. مقدار دوفرنس معمولی برای فیبر بی فیلیپینی بیشتر از آن برای فیبر روکش بی الیپی است. اما از دست دادن هسته فیبر بی فیلیپینی بیشتر از فیبر روکش بی فیلیپینی است.
فیبر PM خطی با مدولاسیون شاخص شکست
برای یک فیبر تک قطبی که طول موج قطع دو نوسان زاویه راست را منزوی می کند، روشی برای افزایش عرض باند فرکانسی آن انتخاب یک توزیع شاخص شکست است که تنها به یک حالت قطبش اجازه می دهد تا در قطع باشد. با معرفی مدولاسیون زاویه ای به شاخص روکش داخلی فیبر مقطع بیضوی سه لایه می توان به دوفرنس بالا دست یافت. در مطالعه فیبرهای نوری مقطع بیضوی سه لایه، یک رویکرد آشفتگی اتخاذ می شود که در آن موج کش هسته فیبر مستطیل شکل به عنوان ساختار مرجع فرض می شود. در عمل قطبش تکی، آزمایش های بیرفرنانس بر روی سه لایه فیبر بیضی شکل نشان می دهد که مدولاسیون زاویه ای مناسب شاخص روکش داخلی می تواند دوفرنس را بالا برد و محدوده طول موج را گسترش دهد.
توزیع شاخص شکست را نمایه پروانه می نامند. این کانتور W نامتقارن است، که از یک هسته فیبر سازگار و روکش اطراف هسته فیبر تشکیل شده است. در روکش، کانتور حداکثر مقدار NCL را دارد، و در شعاع و زاویه به سمت بالا تغییر می کند، و حداکثر وضعیت نزولی را در امتداد محور ایکس دارد. دو خواص از این شکل برای تحقق تک حالت تک عمل قطبش وجود دارد. ابتدا شکل نامتقارن است که ثابت های انتشار دو حالت اصلی نوسان را در زوایای راست متفاوت خواهد کرد و دوم اینکه تطمیع درون قلعه تضمین می کند که هر حالت طول موج قطع دارد. الیاف پروانه هادی ضعیفی دارند، بنابراین می توان از پاسخ معادله موج اسکالر برای تعیین میدان حالت و ثابت انتشار استفاده کرد. پاسخ مربوط به توابع مثلثاتی و توابع ماتیو است که برای توضیح همبستگی مختصات گذرا در روکش هسته فیبر استفاده می شوند. این توابع برای یکدیگر متوژنال نیستند، که برای حساب کردن زمینه های مودال در مناطق مختلف و برآورده کردن شرایط مرزی نیاز به مجموعه ای بی نهایت از توابع دارند. گراف بیرفرنس هندسی حاصل، در مقایسه با فرکانس استاندارد V، نشان می دهد که درجه ای که ضریب شکست در طول محور ایکس به آن کاهش می یابد، نامتقارن را افزایش می دهد و به این ترتیب مقادیر بیشین و V دوکفه ای را افزایش می دهد. مقدار اوج دوکفه ای ویژگی الیاف غیر دایره ای است. با وارد کردن آنیوستروپی به فیبر می توان دوفرنس مود را بهبود بخشید. برای آنیوستروپی می توان با اختصاص توزیع های مختلف شاخص شکست به دو قطبش یک حالت به دست آورد. بیرفرنانس هندسی کمتر از دوکفه ای آنیسونتروپیک است. با این حال، افت روکش شکل پروانه می تواند قطبش مضاعف را به طول موج قطع حالت اصلی نوسانی فراهم کند که توسط یک پنجره طول موج از هم جدا می شود که در آن می توان به عمل تک حالت قطبش تک دست یافت.
