Лекции по Физико-технологическим основам волоконно-оптической техники   

6. Специальные ОВ

6.1.3. Поляризующие волокна

Волокна с большим ДЛП (в первую очередь, «PANDA» и "галстук-бабочка") обладают возможностью распространения только одной поляризационной моды. Условием распространения в световоде моды с эффективным ПП-nэф. является

nоб<nэфф<nсер                                    (6.9),

где nоб  и nсер – ПП материалов оболочки и сердцевины соответственно. Величина nэфф определяется величиной нормализованной частоты V, и при больших значениях V поле моды практически заключено в сердцевине волокна, а при малых значения V мода, в основном распространяется в оболочке. В промежуточных случаях, в зависимости от величины V, поле моды в большей или в меньшей степени «вытекает» в оболочку. Как уже отмечалось ранее, АОВ характеризуется анизотропией ПП в направлении главных осей ДЛП. Поэтому условия распространения ортогонально поляризационных мод в направлениях «Х» и «У» будут различными и возможны случаи, когда одна мода будет вытекать в оболочку, а вторая мода будет распространяться в волокне. Это видно из рис.6.10, где приведены зависимости эффективного ПП от нормализованной частоты для поляризационных мод в направлениях "Х" и "Y" АОВ, имеющего ДЛП за счет анизотропии напряжений. При V<1,2 <  и «У-мода» вытекает, а для «Х-моды» >  и она распространяется в волокне.

Были предложены различные пути реализации однополяризационного режима работы АОВ, например:

·       за счет создания в оболочке в направлении «Х» областей (ям) с меньшим ПП, чем в направлении «У»,т.е.

< < nсер    и     nсер - > nсер -    (6.10),

·       за счет выбора материала "напрягающих" элементов в АОВ типа «PANDA», ПП которых (nнэ) лежит между эффективным ПП двух поляризационных мод, т.е. < nнэ <

·          за счет работы при значениях V меньших Vкр, которое обуславливает соотношение <    и т.д.

·           

Рис. 6.10. Зависимости эффективных ПП от нормализованной частоты для поляризационных мод в направлениях «Х» и «Y» АОВ, имеющих ДЛП за счет анизотропии напряжений: а – теоретически предсказанное вытекание, b – экспериментально наблюдаемое вытекание

Для иллюстрации работы «поляризующих» световодов, на рис.6.11 приведены спектральные зависимости потерь для двух поляризационных мод с вектором поляризации в направлении «Х» и «У». Видно, что при коротких длинах волн потери в этих модах совпадают, но при > 0.75 мкм потери различаются и при =0,83 мкм составляют ~55 дБ/км для моды «Y» и ~ 3 дБ/км для моды «Х». Отрезки поляризующих световодов могут использоваться как волоконно-оптические поляризаторы.

Рис. 6.11. Спектральные зависимости полных потерь для «Х» и «Y» поляризационных мод в АОВ типа «галстук-бабочка»



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.