Definizione: la fibra a mantenimento della polarizzazione è costituita da fibre ottiche speciali con una forte birifrangenza incorporata, che preserva la polarizzazione lineare correttamente orientata di un raggio di ingresso.

Principio delle fibre che mantengono la polarizzazione

Le fibre ottiche mostrano sempre un certo grado di birifrangenza, anche se hanno un design a simmetria circolare, perché in pratica c'è sempre una certa quantità di stress meccanico o altro effetto che rompe la simmetria. Di conseguenza, la polarizzazione della luce che si propaga nella fibra cambia gradualmente in modo incontrollato (e dipendente dalla lunghezza d'onda), che dipende anche dall'eventuale flessione della fibra e dalla sua temperatura.

Il problema menzionato può essere risolto utilizzando una fibra a mantenimento della polarizzazione, che non è una fibra senza birifrangenza, ma al contrario una fibra speciale con una forte birifrangenza incorporata (fibra ad alta birifrangenza o fibra HIBI, fibra PM). A condizione che la polarizzazione della luce lanciata nella fibra sia allineata con uno degli assi birifrangenti, questo stato di polarizzazione sarà preservato anche se la fibra è piegata. Il principio fisico alla base di ciò può essere compreso in termini di accoppiamento di modalità coerente. Le costanti di propagazione dei due modi di polarizzazione sono diverse a causa della forte birifrangenza, cosicché la fase relativa di tali modi di copropagazione si allontana rapidamente. Dunque, qualsiasi disturbo lungo la fibra può effettivamente accoppiare entrambi i modi solo se ha una significativa componente spaziale di Fourier con un numero d'onda che corrisponde alla differenza delle costanti di propagazione dei due modi di polarizzazione. Se questa differenza è abbastanza grande, i normali disturbi nella fibra variano troppo lentamente per ottenere un efficace accoppiamento di modo.

Modi per realizzare fibre che mantengono la polarizzazione

Un metodo comunemente usato per introdurre una forte birifrangenza consiste nell'includere due barre di tensione (non necessariamente cilindriche) di una composizione di vetro modificata (con un diverso grado di espansione termica) nella preforma sui lati opposti del nucleo (Figura 1). Quando una fibra viene trafilata da tale preforma, gli elementi di stress provocano uno stress meccanico con un orientamento ben definito. Un'altra variante di tale approccio consiste nell'avere un rivestimento ellittico di vetro diverso attorno al nucleo.

Figura 1: fibra PANDA a mantenimento della polarizzazione (sinistra) e fibra papillon (destra). Gli elementi antistress incorporati, realizzati con un diverso tipo di vetro, sono mostrati con una tonalità di grigio più scuro.

Un'altra tecnica consiste nell'utilizzare un nucleo ellittico che provoca la cosiddetta birifrangenza di forma [1]. Qui, la stessa forma ellittica, anche senza alcuna sollecitazione meccanica, produce un certo livello di birifrangenza della forma.

Applicazioni

Le fibre a mantenimento della polarizzazione vengono applicate in dispositivi in ​​cui non è possibile consentire la deriva dello stato di polarizzazione, ad esempio a causa di variazioni di temperatura. Esempi sono gli interferometri in fibra, i giroscopi in fibra ottica e alcuni laser in fibra. Uno svantaggio dell'utilizzo di tali fibre è che di solito è richiesto un allineamento esatto della direzione di polarizzazione, il che rende la produzione più ingombrante. Inoltre, le perdite di propagazione sono superiori a quelle della fibra standard e non tutti i tipi di fibre sono facilmente ottenibili in forma che preserva la polarizzazione.

Macchina per la connessione delle fibre PM

La giuntatrice a fusione di fibre SHINHO S-12 a mantenimento della polarizzazione (PM) è dotata della più recente tecnologia di allineamento accurato delle fibre, ha prestazioni molto stabili e bassa perdita di fusione, è appositamente progettata per fibre Panda, papillon e ellittiche.

Se sei interessato alla macchina per la giunzione delle fibre, contatta Shinho Fiber Communication Co., ltd per ulteriori informazioni.