Fibras que mantienen la polarización

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Fibras que mantienen la polarización

2025-06-06

Las fibras ópticas siempre presentan cierto grado de birrefringencia, incluso si tienen un diseño circularmente simétrico, ya que en la práctica siempre existe cierta tensión mecánica u otro efecto que rompe la simetría. Como consecuencia, la polarización de la luz que se propaga en la fibra cambia gradualmente de forma incontrolada (y dependiente de la longitud de onda), lo cual también depende de la curvatura de la fibra y de su temperatura.

Principio de las fibras que mantienen la polarización:

El problema mencionado se puede solucionar utilizando un fibra que mantiene la polarización , que es no una fibra sin birrefringencia, sino por el contrario una fibra especial con una fuerte birrefringencia incorporada ( fibra de alta birrefringencia o fibra HIBI , Fibra de PM ). Siempre que la polarización de la luz lanzada a la fibra esté alineada con uno de los ejes birrefringentes, este estado de polarización se conservará incluso si la fibra se dobla. El principio físico detrás de esto puede entenderse en términos de acoplamiento de modo coherente. Las constantes de propagación de los dos modos de polarización son significativamente diferentes debido a la fuerte birrefringencia, de modo que la fase relativa de tales modos de copropagación se aleja rápidamente. Por lo tanto, cualquier perturbación a lo largo de la fibra puede acoplar efectivamente ambos modos solo si tiene un componente espacial de Fourier significativo con un número de onda que coincida con la diferencia de las constantes de propagación de los dos modos de polarización. Si esta diferencia es lo suficientemente grande, las perturbaciones habituales en la fibra varían demasiado lentamente para hacer un acoplamiento de modo efectivo. En términos cuantitativos, la longitud de batido de polarización debería ser significativamente más corta que la escala de longitud típica en la que varía la birrefringencia parásita.

Las fibras que mantienen la polarización se utilizan en dispositivos donde el estado de polarización no puede variar, por ejemplo, debido a cambios de temperatura. Algunos ejemplos son los interferómetros de fibra, los giroscopios de fibra óptica y ciertos láseres de fibra.

Las desventajas de utilizar fibras que mantienen la polarización son las siguientes:

Son más caros.
No todos los tipos de fibras están disponibles en forma que preserva la polarización. Por ejemplo, la disponibilidad puede ser limitada para ciertas fibras activas, fibras con valores inusuales de área modal efectiva y fibras sin sílice.
Las pérdidas de propagación son mayores que las de la fibra estándar.
Generalmente, se requiere una alineación rotacional exacta de la fibra con respecto a la dirección de polarización de entrada; lo mismo ocurre con el empalme de fibras. Esto encarece y engorda la producción de dispositivos.