ラウンドPMファイバー
円複屈折の概念をファイバに導入できるため、2つの直角偏光モードはファイバ内で時計回りと反時計回りに円偏光されます。いわゆる円PMファイバです。 円形（軸対称）光ファイバでリング複屈折を実現する最も一般的な方法は、ファイバをねじることです。これにより、時計回りと反時計回りの円偏光の振動メインモード間で伝搬定数に差が生じます。 したがって、これらの2つの円偏波のモードは分離されます。 また、外部応力によってファイバ長方向の方位角が変化し、ファイバにリング複屈折が発生する可能性があると考えられます。 光ファイバをねじるとねじれ応力が発生し、歪みに伴う光学特性が発生します。
ファイバのファイバコアをクラッドのスパイラルパスに沿って配置することもできるため、リングの複屈折も得られます。 これにより、光はらせん状の経路に沿って移動し、旋光度を形成します。 複屈折は、形状の影響によってのみ達成できます。 このようなファイバはシングルモードファイバとして使用でき、高次モードでは比較的高い損失が発生します。
らせん状ファイバコア構造を備えた環状PMファイバは、ファラデー効果に従って電流を検出する分野で使用できます。 光ファイバは、バイメタルロッドと予備成形チューブを使用して作成できます。これらは、予備成形チューブを回転させて、ファイバの線引き中にスパイラルを形成します。
リニアPMファイバー
LINEAR PMファイバには、主に単偏光タイプと複屈折タイプの2種類があります。 2つの基本的な偏光モードと比較して、単一の偏光モードの主な特徴は、それが大きな伝送損失を持っているということです。 複屈折ファイバタイプの場合、主発振モードの2つの偏光モード間の伝搬定数は明らかに異なります。 複数の光ファイバー設計を使用して直線偏光を維持できます。これについては後で説明します。
エッジスロットとエッジトンネルリニアPMファイバー
エッジスロットファイバは、クラッディングインデックスよりも低い屈折率を持つ2つのスロットを統合します。 スロットは、中央のファイバーコアの両側にあります。 このタイプのファイバは、X軸に沿ってW字型の屈折率分布を持ち、Y軸に沿ってステップ屈折率分布を持っています。 エッジトンネルファイバは、エッジスロット構造の特別な例です。 これらの線形PMファイバでは、幾何学的異方性がファイバコアに導入され、複屈折ファイバが得られます。
応力がかかったコンポーネントを含む線形PMファイバー
ファイバに高い複屈折を導入する効果的な方法は、二重の幾何学的対称性を持つ不均一な応力をファイバコアに導入することです。 光弾性効果の結果として、応力はファイバコアの屈折率を変化させます。これは、ファイバスピンドルに沿った偏光パターンと複屈折の結果から観察できます。 必要な応力は、ファイバコアの反対側のクラッド領域に配置された2つの等しく独立した応力がかかったコンポーネント（SAP）を使用して取得できます。 したがって、SAPの屈折率がクラッドの屈折率以下である限り、SAPを介した2次発振モードはありません。
SAPに使用される最も一般的な形状は、蝶ネクタイの形状と円です。 これらの繊維は、それぞれ蝶ネクタイ繊維とパンダ繊維と呼ばれます。 これら2本の繊維の断面を下図に示します。 これらのファイバーで使用されるモーダル複屈折は、幾何学的および応力誘起複屈折を表します。 幾何学的複屈折は非常に小さく、円形コアファイバでは無視できます。 SAPをファイバコアの近くに配置すると、これらのファイバコアの複屈折を改善できることが示されていますが、ファイバ損失が増加しないように、特に材料がSAPは二酸化ケイ素ではありません。 パンダファイバーは、より高いモードの複屈折、非常に低い損失、および低いクロストークを実現するように改善されました。
ヒント：現在、業界で最も人気のあるPMファイバーは丸いパンダファイバーです。 パンダファイバは、他のPMファイバに対する多くの利点の1つであり、従来のシングルモードファイバと比較した場合のファイバサイズと開口数です。 両方のタイプのライトを使用すると、デバイスの損失を最小限に抑えることができます。
楕円構造の線形PMファイバー
楕円コア、楕円クラッド、楕円シースファイバの3種類の光学構造で実用的な低損失単一偏波ファイバの最初の提案された実験的研究が実施されました。 楕円ファイバコアケーブルの初期の研究には、偏光複屈折の計算が含まれます。 最初の段階では、長方形の誘電体導波路を使用して、楕円コアファイバの複屈折を推定します。 PMファイバーを初めて使用する実験では、ダンベル型のファイバーコアを備えた一種のファイバーが製造されました。 ファイバコアクラッドの屈折率差を大きくすることにより、偏光ビート長を短くすることができます。 ただし、実際のアプリケーションの制限により、屈折率の差を大きくしすぎることはできません。 屈折率の差を大きくすると伝送損失が発生し、コアの半径を小さくする必要があるため、接続が難しくなります。 楕円ファイバの一般的な複屈折値は、楕円クラッドファイバの複屈折値よりも高くなります。 しかし、楕円ファイバコアの損失は、楕円クラッドファイバの損失よりも高くなります。
屈折率変調を備えた線形PMファイバ
2つの直角振動のカットオフ波長を分離する単一偏光ファイバの場合、その周波数帯域幅を増やす方法は、1つの偏光状態のみがカットオフになることを可能にする屈折率分布を選択することです。 高い複屈折は、3層の楕円形断面ファイバの内部クラッドインデックスに角度変調を導入することで実現できます。 3層楕円断面光ファイバの研究では、摂動アプローチが採用されており、長方形ファイバコア導波路が参照構造として想定されています。 単一偏光動作では、楕円体ファイバーの3層の複屈折テストにより、内部クラッドインデックスの適切な角度変調により、複屈折が強化され、波長範囲が拡張されることが示されています。
屈折率分布はバタフライプロファイルと呼ばれます。 これは非対称のW輪郭であり、一貫したファイバコアとファイバコアを囲むクラッドで構成されています。 クラッドでは、等高線はNCLの最大値を持ち、半径と角度が上向きに変化し、X軸に沿って最大の下降状態になります。 シングルモードシングル偏波動作を実現するために、この形状には2つの特性があります。 まず、形状が非対称であるため、直角の2つの主要な振動モードの伝搬定数が異なります。次に、城内での減衰により、各モードにカットオフ波長が確保されます。 バタフライファイバーは導電率が弱いため、スカラー波動方程式の答えを使用して、モードフィールドと伝搬定数を決定できます。 答えは、三角関数とマシュー関数に関連しています。これらは、ファイバーコアのクラッド内の横座標の相関関係を説明するために使用されます。 これらの関数は互いに直交しておらず、さまざまな領域のモーダルフィールドを考慮し、境界条件を満たすために無限の関数セットが必要です。 結果として得られる幾何学的複屈折グラフは、標準周波数Vと比較して、X軸に沿って屈折率が低下する度合いによって非対称性が増加し、複屈折の最大値とV値が増加することを示しています。 複屈折のピーク値は、非円形繊維の特徴です。 モード複屈折は、ファイバに異方性を導入することで改善できます。 異方性の場合、モードの2つの偏光に異なる屈折率分布を割り当てることで実現できます。 幾何学的複屈折は異方性複屈折よりも小さいです。 しかしながら、バタフライ形状のクラッドの低下は、振動するメインモードのカットオフ波長に二重偏光を提供する可能性があり、これは、単一偏光のシングルモード動作を達成することが可能な波長ウィンドウによって分離される。
