원형 PM 섬유
원형 복굴절의 개념은 섬유에 도입 될 수 있으므로 두 개의 직각 편광 모드는 섬유에서 시계 방향과 시계 반대 방향으로 원형 편광됩니다. 원형 (축 대칭) 광섬유에서 링 복굴절을 달성하는 가장 일반적인 방법은 섬유를 비틀어 시계 방향과 시계 반대 방향으로 진동하는 원형 편광의 주 모드간에 전파 상수 차이를 생성하는 것입니다. 따라서이 두 원편 파파의 모드는 분리됩니다. 또한 외부 응력이 섬유 길이 방향의 방위각을 변경하여 섬유에 링 복굴절을 생성 할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 광섬유가 꼬이면 비틀림 응력이 발생하여 왜곡과 관련된 광학 특성이 발생합니다.
섬유의 섬유 코어는 클래딩의 나선형 경로를 따라 놓일 수도 있으므로 링 복굴절도 얻을 수 있습니다. 이로 인해 빛이 나선형 경로를 따라 이동하여 광학 회전을 형성합니다. 복굴절은 기하학의 영향으로 만 얻을 수 있습니다. 이러한 광섬유는 단일 모드 광섬유로 사용될 수 있으며, 고차 모드에서 상대적으로 높은 손실을 유발합니다.
나선형 섬유 코어 구조의 환상 PM 섬유는 패러데이 효과에 따라 전류 감지 분야에서 사용될 수 있습니다. 광섬유는 바이메탈로드와 미리 형성된 튜브를 사용하여 만들 수 있습니다.이 튜브는 미리 형성된 튜브를 회전시켜 섬유를 그리는 동안 나선형을 형성합니다.
선형 PM 섬유
LINEAR PM 파이버에는 단일 편광 유형과 복굴절 유형의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 두 가지 기본 편광 모드에 비해 단일 편광 모드의 주요 특징은 전송 손실이 크다는 것입니다. 복굴절 섬유 유형의 경우, 주 진동 모드에서 두 편광 모드 사이의 전파 상수가 분명히 다릅니다. 나중에 논의 될 선형 편광을 유지하기 위해 다중 광섬유 설계를 사용할 수 있습니다.
에지 슬롯 및 에지 터널 선형 PM 파이버
에지 슬롯 섬유는 클래딩 지수보다 낮은 굴절률을 가진 두 개의 슬롯을 통합합니다. 슬롯은 중앙 광섬유 코어의 두 측면에 있습니다. 이 유형의 섬유는 X 축을 따라 W 자 모양의 굴절률 분포와 Y 축을 따라 계단식 굴절률 분포를 갖습니다. edge-tunnel fiber는 edge-slot 구조의 특별한 예입니다. 이러한 선형 PM 섬유에서는 기하학적 이방성이 섬유 코어에 도입되어 복굴절 섬유를 얻습니다.
응력을받는 부품이있는 선형 PM 섬유
섬유에 높은 복굴절을 도입하는 효과적인 방법은 이중 기하학적 대칭을 가진 불균일 응력을 섬유 코어에 도입하는 것입니다. 광탄성 효과의 결과로 응력은 섬유 코어의 굴절률을 변화 시키며, 이는 섬유 스핀들을 따라 편광 패턴과 복굴절 결과를 통해 관찰 할 수 있습니다. 필요한 응력은 섬유 코어 반대편 클래딩 영역에 위치한 두 개의 동일하고 독립적으로 응력을받는 구성 요소 (SAP)를 사용하여 얻을 수 있습니다. 따라서 SAP의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 낮거나 같으면 SAP를 통한 2 차 진동 모드가 없습니다.
SAP에 사용되는 가장 일반적인 모양은 나비 넥타이 모양과 원입니다. 이 섬유를 각각 나비 넥타이와 판다 섬유라고합니다. 이 두 섬유의 단면은 아래 그림에 나와 있습니다. 이 섬유에 사용 된 모달 복굴절은 기하학적이고 응력 유발 복굴절을 나타냅니다. 기하학적 복굴절은 매우 작고 원형 코어 섬유의 경우 무시할 수 있습니다. 이러한 섬유 코어의 복굴절은 SAP가 섬유 코어에 가깝게 배치 될 때 개선 될 수 있지만 섬유 손실이 증가하지 않도록 섬유 코어에 매우 가깝게 배치해야합니다. SAP는 이산화 규소가 아닙니다. Panda 섬유는 더 높은 모드 복굴절, 매우 낮은 손실 및 낮은 누화를 달성하도록 개선되었습니다.
팁 : 현재 업계에서 가장 널리 사용되는 PM 섬유는 원형 Panda 섬유입니다. 판다 섬유는 다른 PM 섬유에 비해 많은 장점 중 하나는 기존의 단일 모드 섬유에 비해 섬유 크기와 개구 수입니다. 두 가지 유형의 조명을 모두 사용할 때 장치의 손실을 최소화합니다.
타원형 구조의 선형 PM 섬유
타원 코어, 타원 클래딩 및 타원 시스 섬유의 세 가지 유형의 광학 구조에 대한 실제 저손실 단일 편광 섬유에 대한 첫 번째 제안 된 실험 연구가 수행되었습니다. 타원형 광섬유 코어 케이블의 초기 연구에는 편광 복굴절 계산이 포함됩니다. 첫 번째 단계에서 직사각형 유전체 도파관은 타원형 코어 섬유의 복굴절을 추정하는 데 사용됩니다. PM 섬유를 처음 사용하는 실험에서는 덤벨 모양의 섬유 코어를 가진 일종의 섬유를 제조했습니다. 광섬유 코어 클래딩의 굴절률 차이를 증가시켜 편광 비트 길이를 줄일 수 있습니다. 그러나 실제 적용 한계로 인해 굴절률 차이를 너무 많이 증가시키는 것은 불가능합니다. 굴절률 차이를 늘리면 전송 손실이 발생하고 코어 반경을 줄여야하기 때문에 접합이 더 어려워집니다. 타원 섬유의 일반적인 복굴절 값은 타원 클래딩 섬유의 경우보다 높습니다. 그러나 타원 섬유 코어의 손실은 타원 클래딩 섬유의 손실보다 높습니다.
굴절률 변조 기능이있는 선형 PM 섬유
두 개의 직각 진동의 차단 파장을 분리하는 단일 편광 섬유의 경우 주파수 대역 폭을 늘리는 방법은 하나의 편광 상태 만 차단 상태가되도록하는 굴절률 분포를 선택하는 것입니다. 높은 복굴절은 3 층 타원형 단면 섬유의 내부 클래딩 지수에 각도 변조를 도입하여 달성 할 수 있습니다. 3 층 타원형 단면 광섬유의 연구에서는 직사각형 광섬유 코어 도파관을 기준 구조로 가정하는 섭동 접근법이 채택되었습니다. 단일 편광 작업에서 3 층의 타원 섬유에 대한 복굴절 테스트는 내부 클래딩 인덱스의 적절한 각도 변조가 복굴절을 향상시키고 파장 범위를 확장 할 수 있음을 보여줍니다.
굴절률 분포를 버터 플라이 프로파일이라고합니다. 이것은 일관된 섬유 코어와 섬유 코어를 둘러싼 클래딩으로 구성된 비대칭 W 윤곽입니다. 클래딩에서 윤곽은 NCL의 최대 값을 가지며 반경과 각도가 위쪽으로 변경되며 X 축을 따라 최대 하강 조건을 갖습니다. 단일 모드 단일 편광 작동을 실현하기 위해이 모양에는 두 가지 속성이 있습니다. 첫째, 모양이 비대칭이므로 직각에서 두 가지 주요 진동 모드의 전파 상수가 다르며, 둘째, 성 내의 감쇠는 각 모드가 차단 파장을 갖도록 보장합니다. 버터 플라이 섬유는 전도성이 약하므로 스칼라 파동 방정식에 대한 답을 사용하여 모드 필드와 전파 상수를 결정할 수 있습니다. 답은 섬유 코어의 클래딩에서 가로 좌표의 상관 관계를 설명하는 데 사용되는 삼각 함수와 Mathieu 함수와 관련이 있습니다. 이러한 함수는 서로 직교하지 않으므로 서로 다른 영역의 모달 필드를 설명하고 경계 조건을 충족하기 위해 무한한 함수 집합이 필요합니다. 표준 주파수 V와 비교 한 결과 기하학적 복굴절 그래프는 X 축을 따라 굴절률이 감소하는 정도가 비대칭을 증가시켜 복굴절의 최대 값과 V 값을 증가 시킨다는 것을 보여줍니다. 복굴절의 피크 값은 비 원형 섬유의 특징입니다. 모드 복굴절은 섬유에 이방성을 도입하여 개선 할 수 있습니다. 이방성의 경우 모드의 두 편광에 서로 다른 굴절률 분포를 할당하여 얻을 수 있습니다. 기하학적 복굴절은 이방성 복굴절보다 작습니다. 그러나 버터 플라이 모양 클래딩의 하락은 단일 편광 단일 모드 작동을 달성 할 수있는 파장 창에 의해 분리 된 진동 주 모드 차단 파장에 이중 편광을 제공 할 수 있습니다.
