ध्रुवीकरण(पीएम) फाइबर को बनाए रखने से कुछ ऐसा करके एक स्थिर रैखिक ध्रुवीकरण को संरक्षित किया जा सकता है जो उल्टा लग सकता है: यह जानबूझकर परिचय देता हैमजबूत, अच्छी तरह से परिभाषित द्विअपवर्तन. फाइबर को पूरी तरह से सममित बनाने की कोशिश करने के बजाय, पीएम फाइबर विभिन्न प्रभावी अपवर्तक सूचकांकों और प्रसार स्थिरांक के साथ दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण ईजेनमोड बनाता है।
यह निर्मित अंतर कमजोर, यादृच्छिक द्विअपवर्तन की तुलना में बहुत बड़ा और अधिक नियंत्रित होता है, जिसे साधारण फाइबर झुकने, अवशिष्ट तनाव, तापमान परिवर्तन या विनिर्माण खामियों से प्राप्त कर सकता है। जब इनपुट ध्रुवीकरण को फाइबर के प्रमुख अक्षों में से एक के साथ संरेखित किया जाता है, तो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड में अवांछित युग्मन को दृढ़ता से दबा दिया जाता है। फाइबर में प्रकाश कैसे निर्देशित होता है, इसके व्यापक परिचय के लिए, इसका अवलोकन देखेंफ़ाइबर-ऑप्टिक सिद्धांत और संरचना.
फ़ाइबर को बनाए रखना ध्रुवीकरण क्या है?
पीएम फाइबर एक विशेष ऑप्टिकल फाइबर है जिसे रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश के अभिविन्यास को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह आम तौर पर जानबूझकर असममित तनाव या ज्यामिति प्रोफ़ाइल वाला एकल मोड फाइबर होता है। यदि आप पीएम फाइबर की तुलना पारंपरिक डिजाइनों से कर रहे हैं, तो हेंगटोंग का अवलोकनविभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल फाइबरमानक फाइबर श्रेणियों पर उपयोगी पृष्ठभूमि प्रदान करता है।
पीएम फाइबर करता हैनहींप्रत्येक मनमाने इनपुट ध्रुवीकरण स्थिति को सुरक्षित रखें। इसकी सबसे विश्वसनीय परिचालन स्थिति तब प्राप्त होती है जब रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश को इसके दो प्रमुख द्विअपवर्तक अक्षों में से एक के साथ लॉन्च किया जाता है। उन अक्षों को सामान्यतः कहा जाता हैतेज़ धुरीऔरधीमी धुरी.
कैसे मजबूत द्विअपवर्तन ध्रुवीकरण युग्मन को रोकता है
मुख्य भौतिक विचार यह नहीं है कि फाइबर को प्रभावित करने के लिए पर्यावरणीय तनाव हमेशा "बहुत कमजोर" होता है। बल्कि, मजबूत द्विअपवर्तन दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण ईजेनमोड के प्रसार स्थिरांक के बीच एक बड़ा अंतर पैदा करता है। क्योंकि उनका सापेक्ष चरण फाइबर के साथ तेजी से बदलता है, सामान्य धीरे-धीरे बदलती गड़बड़ी ऑप्टिकल शक्ति को एक ईजेनमोड से दूसरे में सुसंगत रूप से युग्मित करने में खराब होती है।
एक क्लासिक ऑप्टिका पेपर परबेतरतीब ढंग से परेशान तंतुओं में ध्रुवीकरण धारण करनाउनके द्विअपवर्तन और ध्रुवीकरण बीट लंबाई के संदर्भ में अत्यधिक द्विअपवर्तक पीएम फाइबर का वर्णन करता है। व्यावहारिक रूप से, मजबूत द्विअपवर्तन एक छोटी बीट लंबाई उत्पन्न करता है, जिससे ड्राइविंग मोड कपलिंग में सामान्य लंबे - पैमाने की गड़बड़ी कम प्रभावी हो जाती है।
तेज़ धुरी और धीमी धुरी
दो प्रमुख ध्रुवीकरण अक्षों में अलग-अलग प्रभावी अपवर्तक सूचकांक होते हैं। कम प्रभावी अपवर्तक सूचकांक वाली धुरी तेज धुरी है क्योंकि इसका चरण वेग अधिक है, जबकि उच्च प्रभावी अपवर्तक सूचकांक वाली धुरी धीमी धुरी है।
यदि इनपुट विद्युत क्षेत्र किसी भी अक्ष के साथ संरेखित है, तो आदर्श रूप से केवल एक ध्रुवीकरण ईजेनमोड उत्तेजित होता है। ऑर्थोगोनल मोड में थोड़ी शक्ति के साथ, लॉन्च किया गया रैखिक ध्रुवीकरण प्रचारित होने पर स्थिर रहता है।
ध्रुवीकरण बीट लंबाई
ध्रुवीकरण बीट लंबाई वह दूरी है जिस पर दो ध्रुवीकरण ईजेनमोड 2π के सापेक्ष चरण बदलाव को जमा करते हैं। तरंग दैर्ध्य λ और प्रभावी सूचकांक अंतर Δn के लिए, इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है:
Lb = λ / |Δn|
किसी दिए गए तरंग दैर्ध्य के लिए, एक बड़ा द्विअपवर्तन एक छोटी बीट लंबाई से मेल खाता है। इसलिए बीट लंबाई एक उपयोगी इंजीनियरिंग संकेतक है कि दो ध्रुवीकरण मोड कितनी मजबूती से अलग होते हैं।
पीएम फाइबर में बाइरफ़्रिन्जेंस कैसे निर्मित होता है?
दो सामान्य डिज़ाइन दृष्टिकोण हैं तनाव प्रेरित द्विअपवर्तन और ज्यामिति प्रेरित द्विअपवर्तन। दोनों दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड के प्रभावी अपवर्तक सूचकांकों के बीच एक स्थिर अंतर बनाते हैं। एक प्रारंभिक एप्लाइड ऑप्टिक्स अध्ययन की सीधे तुलना की गईतनाव{{0}प्रेरित और अण्डाकार{{1}कोर ध्रुवीकरण-तंतुओं को बनाए रखना, जिसमें उनकी धड़कन की लंबाई का व्यवहार भी शामिल है।
तनाव-प्रेरित द्विअपवर्तन: पांडा और धनुष-टाई फाइबर
तनाव प्रेरित पीएम फाइबर में, विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए तनाव लागू करने वाले क्षेत्र कोर के चारों ओर रखे जाते हैं। पांडा फाइबर में, तनाव लागू करने वाले दो हिस्से कोर के विपरीत किनारों पर स्थित होते हैं। ये क्षेत्र आमतौर पर आसपास के सिलिका से भिन्न तापीय विस्तार गुणों वाले कांच की रचनाओं का उपयोग करते हैं।
जैसे ही फाइबर खींचने के बाद ठंडा होता है, थर्मल संकुचन में बेमेल कोर में एक नियंत्रित अवशिष्ट तनाव क्षेत्र बनाता है। फोटोइलास्टिक प्रभाव के माध्यम से, वह तनाव दो ऑर्थोगोनल दिशाओं के साथ विभिन्न अपवर्तक सूचकांक उत्पन्न करता है। बो टाई फाइबर एक ही मूल लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए एक अलग तनाव क्षेत्र ज्यामिति का उपयोग करता है: स्थिर, मजबूत रैखिक द्विभाजन।
ज्यामिति-प्रेरित द्विअपवर्तन: अण्डाकार-कोर फाइबर
एक अन्य दृष्टिकोण यह है कि कोर को स्वयं असममित बनाया जाए, जैसे कि अण्डाकार कोर। ज्यामितीय विषमता दो ऑर्थोगोनली ध्रुवीकृत मोड द्वारा देखी जाने वाली सीमा स्थितियों को बदल देती है, जिससे पांडा फाइबर में उपयोग की जाने वाली समान तनाव रॉड व्यवस्था पर भरोसा किए बिना भी विभिन्न प्रभावी अपवर्तक सूचकांक उत्पन्न होते हैं।
परिणाम फिर से अच्छी तरह से परिभाषित ध्रुवीकरण ईजेनैक्स की एक जोड़ी है जो इनपुट सही ढंग से संरेखित होने पर लॉन्च किए गए रैखिक ध्रुवीकरण को बनाए रख सकता है।
यदि इनपुट ध्रुवीकरण गलत संरेखित हो तो क्या होता है?
यदि प्रकाश को मुख्य अक्षों के कोण पर प्रक्षेपित किया जाता है, तो इनपुट क्षेत्र दोनों ईजेनमोड के साथ घटकों में विघटित हो जाता है। फिर दोनों मोड एक साथ प्रचारित होते हैं और विभिन्न दरों पर चरण जमा करते हैं।
उदाहरण के लिए, 45 डिग्री प्रक्षेपण कोण पर, दो अक्ष तुलनीय क्षेत्र आयामों के साथ उत्साहित होते हैं। उनके बीच सापेक्ष चरण प्रसार दूरी के साथ बदलता है और तरंग दैर्ध्य और पर्यावरणीय परिवर्तनों पर भी प्रतिक्रिया कर सकता है। इसलिए आउटपुट मूल रैखिक स्थिति में रहने के बजाय अण्डाकार या घूम सकता है।
यही कारण है कि पीएम सिस्टम को न केवल लॉन्च बिंदु पर बल्कि कनेक्टर्स और स्प्लिसेस पर भी घूर्णी संरेखण की आवश्यकता होती है। सामान्य कनेक्शन बुनियादी बातों के लिए, देखेंफ़ाइबर-ऑप्टिक कनेक्टर मूल बातें; स्थायी जोड़ों के लिए, यह मार्गदर्शिकाफाइबर संलयनसंबंधित स्प्लिसिंग पृष्ठभूमि प्रदान करता है। पर शोधएकल मोड फ़ाइबर को बनाए रखते हुए ध्रुवीकरण में शामिल होता हैयह भी दर्शाता है कि क्यों जोड़ पर अक्ष का गलत संरेखण ऊर्जा को अवांछित ध्रुवीकरण स्थिति में स्थानांतरित कर सकता है।
पीएम फाइबर का प्रदर्शन कैसे मापा जाता है?
पीएम फाइबर प्रणाली को निर्दिष्ट या मूल्यांकन करते समय कई पैरामीटर उपयोगी होते हैं:
- बायरफ़्रिन्जेंस (Δn):दो प्रमुख ध्रुवीकरण मोड के बीच प्रभावी अपवर्तक - सूचकांक अंतर।
- बीट की लंबाई:दो मोड के बीच 2π सापेक्ष चरण संचय के लिए आवश्यक दूरी। छोटी बीट लंबाई आम तौर पर समान तरंग दैर्ध्य पर मजबूत द्विअपवर्तन को इंगित करती है।
- ध्रुवीकरण विलुप्ति अनुपात (पीईआर):ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण के सापेक्ष वांछित ध्रुवीकरण में कितनी ऑप्टिकल शक्ति रहती है इसका एक माप। एक उच्च पीईआर बेहतर ध्रुवीकरण शुद्धता को इंगित करता है।
- ध्रुवीकरण क्रॉसस्टॉक:प्रक्षेपित ईजेनैक्सिस से ऑर्थोगोनल ईजेनैक्सिस में जुड़ी अवांछित शक्ति की मात्रा।
- अक्ष संरेखण:इनपुट ध्रुवीकरण, फाइबर अक्ष, कनेक्टर कुंजीयन और ब्याह अभिविन्यास के बीच घूर्णी सटीकता।
ये पीएम - विशिष्ट माप सामान्य केबल योग्यता परीक्षणों जैसे क्षीणन, सम्मिलन हानि, ओटीडीआर विश्लेषण, तन्यता परीक्षण और पर्यावरण परीक्षण से भिन्न हैं। हेंगटोंग का अवलोकनफ़ाइबर-ऑप्टिक केबल परीक्षणउन व्यापक ऑप्टिकल और मैकेनिकल परीक्षण श्रेणियों की व्याख्या करता है।
फ़ाइबर को बनाए रखने के लिए ध्रुवीकरण का उपयोग कहाँ किया जाता है?
पीएम फाइबर का उपयोग तब किया जाता है जब अनियंत्रित ध्रुवीकरण बहाव माप सटीकता को कम कर देगा, मॉड्यूलेशन में हस्तक्षेप करेगा, या ऑप्टिकल सिस्टम को अस्थिर कर देगा। विशिष्ट अनुप्रयोगों में फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप, इंटरफेरोमेट्रिक सेंसर, सुसंगत ऑप्टिकल सिस्टम, लेजर डिलीवरी, फाइबर लेजर और ध्रुवीकरण संवेदनशील परीक्षण उपकरण शामिल हैं।
इनमें से कई प्रणालियों में, फाइबर चुनना डिज़ाइन का केवल एक हिस्सा है। संपूर्ण ऑप्टिकल पथ को पिगटेल, कनेक्टर्स, स्प्लिसेस, कप्लर्स और अन्य घटकों के माध्यम से अक्ष अभिविन्यास को भी संरक्षित करना चाहिए।
पीएम फ़ाइबर बनाम मानक सिंगल-मोड फ़ाइबर
मानक एकल -मोड फाइबर एक स्थानिक मोड का मार्गदर्शन करता है लेकिन फिर भी दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण राज्यों का समर्थन करता है। साधारण फाइबर के साथ छोटे यादृच्छिक द्विअपवर्तन तापमान, झुकने और तनाव के साथ ध्रुवीकरण की स्थिति को अप्रत्याशित रूप से विकसित कर सकते हैं।
पीएम फाइबर भी आमतौर पर एकल स्थानिक मोड में काम करता है, लेकिन इसकी जानबूझकर मजबूत द्विअर्थीता दो ध्रुवीकरण ईजेनमोड को उनके बीच युग्मन को कम करने के लिए पर्याप्त रूप से अलग करती है। यह आवश्यक कारण है कि पीएम फाइबर एक चयनित रैखिक ध्रुवीकरण को बनाए रख सकता है जबकि साधारण एकल -मोड फाइबर आमतौर पर अपने आउटपुट पर समान ध्रुवीकरण अभिविन्यास की गारंटी नहीं दे सकता है।
पारंपरिक ऑप्टिकल फाइबर पर उत्पाद स्तर की पृष्ठभूमि के लिए, आप हेंगटोंग की भी समीक्षा कर सकते हैंऑप्टिकल फाइबर पोर्टफोलियो.
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या पीएम फाइबर किसी ध्रुवीकरण की स्थिति को बनाए रखता है?
नहीं, पीएम फाइबर को मुख्य रूप से इसके प्रमुख अक्षों में से एक के साथ लॉन्च किए गए रैखिक ध्रुवीकरण को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि दोनों अक्ष उत्तेजित हैं, तो प्रसार के दौरान मोड के बीच सापेक्ष चरण बदल जाता है, इसलिए आउटपुट स्थिति भिन्न हो सकती है।
तेज़ अक्ष और धीमी अक्ष के बीच क्या अंतर है?
तेज़ अक्ष का प्रभावी अपवर्तनांक कम होता है और इसलिए चरण वेग अधिक होता है। धीमी धुरी में उच्च प्रभावी अपवर्तनांक और निम्न चरण वेग होता है। वे मिलकर फाइबर के दो प्रमुख द्विअपवर्तक अक्ष बनाते हैं।
यदि प्रकाश को 45 डिग्री पर पीएम अक्ष पर प्रक्षेपित किया जाए तो क्या होगा?
दोनों ध्रुवीकरण eigenmodes उत्साहित हैं। क्योंकि वे विभिन्न चरण स्थिरांक के साथ प्रचारित होते हैं, उनका सापेक्ष चरण फाइबर के साथ बदलता है, इसलिए आउटपुट ध्रुवीकरण आम तौर पर इनपुट के समान रैखिक स्थिति नहीं रहेगा।
क्या पीएम फाइबर ध्रुवीकरण फाइबर के समान है?
नहीं, पीएम फाइबर को उनके बीच युग्मन को दबाते हुए दोनों ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण ईजेनमोड का मार्गदर्शन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक ध्रुवीकरण या एकल ध्रुवीकरण फाइबर को डिज़ाइन किया गया है ताकि एक ध्रुवीकरण को दृढ़ता से बढ़ावा दिया जा सके या ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण को अत्यधिक क्षीण किया जा सके।
क्या झुकने या तापमान में बदलाव से पीएम फाइबर प्रभावित हो सकता है?
हाँ। पीएम फाइबर विशिष्ट पर्यावरणीय गड़बड़ी के कारण होने वाले ध्रुवीकरण परिवर्तनों के प्रति अधिक प्रतिरोधी है, लेकिन यह गंभीर तनाव, तंग झुकने, कनेक्टर तनाव, खराब स्प्लिसिंग, या अक्ष गलत संरेखण से प्रतिरक्षित नहीं है। ये प्रभाव क्रॉसस्टॉक को बढ़ा सकते हैं और प्रति को कम कर सकते हैं।
पीएम फाइबर असेंबली खरीदते समय क्या निर्दिष्ट किया जाना चाहिए?
उपयोगी विशिष्टताओं में ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य, पीएम फाइबर डिजाइन, क्षीणन, बीट लंबाई या बायरफ्रिंजेंस, लक्ष्य पीईआर या क्रॉसस्टॉक, कनेक्टर प्रकार, कनेक्टर कुंजी {{0} से {{1} अक्ष अभिविन्यास, फाइबर लंबाई, कोटिंग या जैकेट आवश्यकताएं, और आवश्यक परीक्षण रिपोर्ट शामिल हैं। यदि आपके प्रोजेक्ट में कस्टम ऑप्टिकल फाइबर असेंबली या केबल एकीकरण भी शामिल है,हेंगटोंग से संपर्क करेंआवेदन और आवश्यक विशिष्टताओं के साथ ताकि कोटेशन से पहले उचित क्षमता की पुष्टि की जा सके।
सारांश
ध्रुवीकरण-फाइबर को बनाए रखने से द्विअपवर्तन को समाप्त करके ध्रुवीकरण को "लॉक" नहीं किया जाता है। यह इसके विपरीत कार्य करता है: यह मजबूत, नियंत्रित द्विअपवर्तन बनाता है ताकि दो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण ईजेनमोड में पर्याप्त रूप से भिन्न प्रसार स्थिरांक हों। जब प्रकाश को एक प्रमुख अक्ष के साथ प्रक्षेपित किया जाता है, तो यह पृथक्करण अवांछित मोड युग्मन को दबा देता है और रैखिक ध्रुवीकरण को संरक्षित करने में मदद करता है।
व्यावहारिक कुंजियाँ सीधी हैं: एक उपयुक्त पीएम डिज़ाइन चुनें, इसकी तेज़ और धीमी अक्षों को समझें, प्रदर्शन संकेतक के रूप में बीट लंबाई और ध्रुवीकरण क्रॉसस्टॉक या पीईआर का उपयोग करें, और ऑप्टिकल पथ में प्रत्येक लॉन्च, कनेक्टर और स्प्लिस के माध्यम से सटीक घूर्णी संरेखण बनाए रखें।