偏光の概要
光が空間内の点を通過するとき、振動する電場の方向と振幅は時間の経過とともに経路に沿って進みます。 横断面（進行方向に垂直な面）において互いに直交する電磁場ベクトルが偏光波信号を表す。 分極は、断面にわたってトレースされたパターンに従って、時間の関数として電場ベクトルを使用して定義されます。 偏光は直線偏光、楕円偏光、円偏光に分類できますが、直線偏光が最も単純です。 光ファイバー伝送では、あらゆる種類の偏光が問題になります。
無線通信および光ファイバー測定システムは、2 種類の光波間の干渉を分析できるデバイスです。 組み合わせの振幅が時間の経過とともに安定しない限り、つまり光波が同じ偏光状態にない限り、干渉によって得られる情報を使用することはできません。 この場合、安定した偏光状態を伝送できる光ファイバーを使用する必要があります。 したがって、この問題を解決するには、光ファイバー分極を維持できる製品を開発しました。
PMファイバーとは何ですか？
ファイバー内での光の偏光の拡散は (波長に応じて) 制御されなくなり、ファイバーの曲がりや温度状態に依存します。 望ましい光学特性を達成するには特殊な光ファイバーが必要ですが、光がファイバーを通過する際の偏光の影響を受けます。 ファイバー干渉計やセンサー、ファイバーレーザー、電気光学変調器などの多くのシステムにも、システムのパフォーマンスに影響を与える偏光依存の損失があります。 この問題は、PM ファイバーと呼ばれる特殊な光ファイバーを使用することで解決できます。
PMファイバーの原理
ファイバーに放射される光の偏光が複屈折軸と同軸であれば、たとえファイバーが曲がっても偏光はそのまま残ります。 均一モード結合の原理によれば、この現象の背後にある物理原理を理解できます。 強い複屈折現象により、2 つの偏光モードの伝播定数が異なるため、関係するモードの相対的な会合が急速にドリフトする傾向があります。 したがって、光に沿った干渉が有効な空間フーリエ成分 (および 2 つのモードの伝播定数の差に対応する波数) を持っている限り、両方のモードに効果的に一致させることができます。 差が十分に大きい場合、光の一般的な外乱は徐々にゆっくりと変化し、効果的なモード結合が達成されます。 したがって、PM ファイバーの原理は十分な違いを生みます。
光ファイバー長距離通信の最も一般的な用途の中で、PM ファイバーは、光をある場所から別の場所に直線偏光状態に導入するために使用されます。 この結果を達成するには、いくつかの条件を満たす必要があります。 入力ファイバは、出力偏波状態が予測できない低速軸および高速軸モードの送信を避けるために高度に偏波する必要があります。
同じ理由で、光ファイバー光ファイバーの主軸 (工業的には通常遅軸) と正確かつ正確に位置合わせする必要があります。 PM ファイバ パス ケーブルがファイバ コネクタまたはスプライス ジョイントによって接続されたセグメント化されたファイバで構成されている場合、ファイバの回転と位置を一致させることは非常に重要な問題です。 さらに、コネクタは PM ファイバに取り付ける必要があり、コネクタの取り付け中に発生する内部応力により、ファイバ上で使用されていない光軸に電界が投影されることはありません。
PMファイバーの応用例
PM ファイバーは、温度変化など、偏波ドリフトが許されない領域で使用されます。 この例としては、ファイバー干渉計や一部のファイバー レーザーがあります。 このようなファイバーを使用する場合の欠点は、通常、正確な偏光方向を必要とするため、より多くの問題が発生する可能性があることです。 同時に、伝播損失は標準的な光ファイバよりも高く、すべての種類の光ファイバを偏波保持の形に保つことは困難です。
PM ファイバーは、ファイバー センシング アプリケーション、干渉法、量子鍵配布などの特定のアプリケーションで使用されます。 また、入力として偏光を必要とするレーザー発生器と変調器の間の長距離通信にもよく使用されます。 PM ファイバーは非常に高価で、シングルモード ファイバーよりも減衰が大きいため、長距離伝送にはほとんど使用されません。
PM ファイバーの使用要件
端子: PM ファイバーの端子が光コネクタの場合、通常はキーを使用してストレス ロッドをコネクタに接続することが重要です。
スプライシング: PM ファイバのスプライシングも非常に慎重に行う必要があります。 ファイバーを融着するときは、ストレス バーを正確に配置できるように、X、Y、Z 軸を適切に配置し、回転位置を適切に配置する必要があります。
もう 1 つの要件は、ファイバーの端での入射条件がファイバーの横主軸の方向と一致していなければならないことです。繊維断面。
