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保偏光纖
鎖定
- 中文名
- 保偏光纖
- 外文名
- Polarization-maintaining fiber
- 定 義
- 保偏光纖傳輸線偏振光
- 適用範圍
- 航天、航空
- 基 礎
- 光學相干檢測
保偏光纖簡介
保偏光纖在拉制過程中,由於光纖內部產生的結構缺陷會造成保偏性能的下降,即當線偏振光沿光纖的一個特徵軸傳輸時,部分光信號會耦合進入另一個與之垂直的特徵軸,最終造成出射偏振光信號偏振消光比的下降。這種缺陷就會影響光纖內的雙折射效應. 保偏光纖中,雙折射效應越強,拍長越短,保持傳輸光偏振態越好。
保偏光纖作用
所以保偏光纖一般是應用在對偏振態比較敏感的應用中,如干涉儀,或是激光器,或是用在光源與外調製器之間的連接中等等
[2]
。
保偏光纖基本原理
理想的標準單模光纖具有良好的幾何圓對稱性,因而所傳輸的基模HE11是兩正交模式的二重簡併模態。在實際的光纖中,由於缺陷的存在,這種二重簡併被破壞,從而引起模態雙折射。為了在標準單模光纖中維持模的偏振,就需要將雙折射引入到光纖中,使HEx11和HEy11兩模式的有效折射率不同,兩正交模的傳播常數βx與βy差別增大,兩模式耦合幾率減小。如果光在光纖一個光軸平行的方向上被線性偏振,那麼光將維持其偏振態在光纖中進行傳輸。如果在沿着光纖傳輸時,光在其它角度被線性偏振,偏振態將發生變化,從線性到橢圓到線性,再到橢圓並再次返回到線性,具有通常所説的差拍週期長度LP。這種變化是模的正交分量間的相位差的結果,相差由它們的傳播常數之間的差別產生。差拍長度越短,光纖對偏振的不規則性效應就越具有彈性,光纖對線性偏振光的偏振保持能力就越強。
從產生的機理來看,雙折射主要分為3類:
(1)形狀雙折射:電介質材料幾何形狀的各向異性,導致材料的介電常數ε(r)和材料的導磁率μ(r)的各向異性,將引起材料折射率n(r)的各向異性。
(2)應力雙折射:主要指來自材料內部的熱應力和材料外部的機械應力,材料在受到應力引起材料折射率的變化即彈光效應而產生雙折射。
保偏光纖應用及發展方向
保偏光纖在今後幾年內將有較大的市場需求。隨着世界新技術的飛速發展和新產品的不斷開發 ,保偏光纖將沿着以下幾個方向發展:
(1)採用光子晶體光纖新技術製造新型的高性能保偏光纖;
(2)開發温度適應性保偏光纖 ,以適應航空航天等領域環境的要求;
(3)開發出各種摻稀土保偏光纖 ,滿足光放大器等器件應用的需求;