Лекции по Физико-технологическим основам волоконно-оптической техники   

6. Специальные ОВ

6.1.1 ОВ с малым ДЛП.

Для получения ВС с малым ДЛП (так называемые LB - “low-bie” -low birefrence) возможны два пути:

усовершенствование технологии и повышение качества ОВ, однако, это очень сложный путь. Рекорд англичан, установленные около 20 лет назад и не побитый на сегодняшний день, составляет - Lб ~ 120 м;

вращение заготовки при вытяжке волокна. При этом, во-первых, происходит значительное усреднение по углу поворота ПП сердцевины и оболочки, напряжений из-за разных КЛТР материалов сердцевины и оболочки и т.д. Кроме того, возникает циркулярная составляющая, которая приводит к компенсации влияния неоднородности. Так, если на первой четверти периода одна из поляризационных мод опережает другую, то на второй четверти периода вторая поляризационная мода опережает первую и т.д. В результате фазовая задержка нарастает с длиной ВС не линейно, а примерно как корень квадратный из длины ОВ.

Установки и методы вытяжки волокна из вращающейся заготовки были разработаны как за рубежом, так и в ФИРЭ РАН. Скорость вращения составляла ~1500 об/мин, и при скорости вытяжки 7,5…15 м/мин. один оборот приходился на длину волокна 0,5...1 см..

Фазовая задержка вызывает на исследуемом отрезке ОВ преобразование линейно-поляризованного света в эллиптический (когда конец вектора напряженности электрического или магнитного поля в фиксированной точке пространства описывает эллипс). Измеряя интенсивности компонент излучения, поляризованных вдоль главных осей эллипса, можно определить величину фазовой задержки и оценить качество ОВ с малым ДЛП. Для измерения требуется узкополосный источник света, два линейных поляроида и приемник с высокой чувствительностью и большим динамическим диапазоном принимаемого сигнала. Свет от источника проходит через поляризатор на входе ОВ, через исследуемое волокно и линейный анализатор на выходе. Для каждого значения угла j поворота поляризатора можно, вращая анализатор, измерить максимальную (Imax) и минимальную (Imin) интенсивности света и построить функцию видности – V(j), которая определяется формулой (6.2)

                                                           (6.2)

Функция видности связана с фазовой задержкой R простым соотношением

                                        (6.3)

Экспериментальные значения функции видности, перенесенные на полярную диаграмму, имеют вид, показанный на рис. 6.2. Ввиду того, что для хороших ОВ с малым ДЛП функция видности мало отличается от единицы, масштаб полярной диаграммы от ее середины значительно изменен. Видно, что для приведенных образцов R = 3…8, т. е.Lб =120…45 м. Типичные параметры ОВ с малым ДЛП и длиной ~ 4 м составляли Rmax » 4о, амплитуда колебаний фазовой задержки по периоду скрутки ~3о, потери на длине волны 1,3 мкм не более 2 дБ/км. Это очень хорошие результаты.

Внешние воздействия – механические, электрические, магнитные – создают в ОВ с малым ДЛП наведенное ДЛП, что используется для создания чувствительных датчиков различных физических воздействий.

Рис. 6.2. Зависимость функции видности от угла φ при различных фазовых задержках R: 1 - 80, 2 - 60, 3 - 30



*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.