Überblick über Polarisationsfasern und verschiedene praktische Probleme
2021-07-23
Wenn Laser als Trägerwelle für die Kommunikation oder als Hilfsmittel für die Verarbeitung, medizinische Behandlung, Erfassung und Erkennung verwendet werden, ist es normalerweise notwendig, den Polarisationszustand des Lasers zu steuern. Wenn das System einen bestimmten speziellen Polarisationszustand des Lasers aufrechterhalten muss, sind im Fall eines nicht freien Raums die polarisationserhaltende Faser oder die zirkularerhaltende Faser eine praktische Lösung, um den Laserpolarisationszustand in einem geschlossenen Kanal aufrechtzuerhalten Modus. Bei polarisationserhaltenden Fasern ist der häufigste Spezialfasertyp ein Spezialfasertyp, der eine Spannungszone in der Nähe des Kerns einer herkömmlichen Singlemode-Faser erhöht. Es kann tatsächlich zwei orthogonale linear polarisierte Lichtstrahlen übertragen, in diesem Sinne ist es kein „Singlemode“. Während des Gebrauchs ist eine linear polarisierte Lichteingabe und eine genaue Ausrichtung (unabhängig von der schnellen oder langsamen Achse) erforderlich. Andernfalls erhält man elliptisch polarisiertes Licht mit zufälligen Polarisationszuständen, da die Komponenten auf der schnellen und der langsamen Achse vergleichbar sind und die Transmissionskonstanten unterschiedlich sind. Der Schaft umfasst eine Reihe von Methoden, Werkzeugen und Testgeräten, und Praktiker müssen außerdem über ausreichende Kenntnisse über polarisationserhaltende Fasern verfügen. Wenn auf beiden Seiten des herkömmlichen Singlemode-Faserkerns Spannungsbereiche oder Hohlräume hinzugefügt werden, die offensichtlich nahe am Kern liegen, unterscheiden sich die Ausbreitungskonstanten der Polarisationskomponenten in den beiden orthogonalen Richtungen deutlich, und eine der Polarisationskomponenten wird deutlich unterschiedlich sein absorbiert, zerstreut oder entwichen werden. Wenn es eine signifikante Dämpfung erzeugt, wird es zu einer Single-Polarisationsfaser verarbeitet – aus Sicht der Fehlersuche handelt es sich um eine echte Singlemode-Faser. Es kann das Eingangslicht eines beliebigen Polarisationszustands polarisieren, seine Dämpfung hängt jedoch vom Eingangspolarisationszustand und seiner Ausrichtung mit der Hauptachse der Einzelpolarisationsfaser ab. Durch das Einbringen von „Defekten“ in Richtung der Arbeitsachse der polarisationserhaltenden Faser, wie z. B. Schleifen bis zu einer bestimmten Tiefe und Anwenden einer Lichtabsorptions- oder -dissipationsbehandlung, kann die herkömmliche polarisationserhaltende Faser auch eine Polarisationsfunktion haben. In diesem Schleifverarbeitungsbereich handelt es sich auch um eine Sonderform der Einfachpolarisationsfaser. Durch die Produktionsmethode unter Verwendung einer photonischen Kristallfaser kann die polarisationserhaltende Faser eines photonischen Kristalls einfach und flexibel entsprechend den Anforderungen des Designers hergestellt werden. Da die numerische Apertur einfacher einzustellen und zu kontrollieren ist, kann der Faserkern aus reinem Quarzglas bestehen, und seine Anwendung in Hochleistungslasersystemen bietet erhebliche technische Vorteile. Obwohl die polarisationserhaltende Faser unter normalen Bedingungen eine lineare Polarisation aufrechterhalten kann und unempfindlich gegenüber allgemeinen Umgebungsveränderungen (wie Temperatur, Vibration, Feuchtigkeit usw.) ist, ist die äußere Spannung groß genug, um die inhärente innere Spannung der Polarisation zu beeinflussen. Aufrechterhaltungsfaser, die polarisationserhaltende Faser Die Aufrechterhaltung der linearen Polarisation durch die Faser wird entsprechend beeinträchtigt. Sobald die ursprüngliche lineare Polarisation abgebaut ist, wird eine bestimmte Komponente in die orthogonale Richtung eingekoppelt. Diese Situation ist nicht einfach zu kompensieren. Noch schwerwiegender ist, dass nur ein Punkt der Glasfaserverbindung beeinträchtigt wird und die nachfolgenden Teile entsprechend beeinträchtigt werden. Daher ist der Schutz der polarisationserhaltenden Faser im Prozess sehr wichtig. Die durch die gewickelte Faser verursachte Belastung und die durch den Faserverdrahtungsprozess erzeugte Verdrehungskraft führen unweigerlich zu einer Verschlechterung der Leistung der polarisationserhaltenden Faser und einer Verschlechterung des darin übertragenen linear polarisierten Lichts. Einige Testprozesse und sogar einige Polarisationsgeräte erhalten stattdessen gewünschte Parameter oder Eigenschaften basierend auf den Auswirkungen dieser Stressprozesse, wie beispielsweise der Notwendigkeit, polarisiertes Licht mit einem bestimmten Polarisationszustand zu erzeugen. Zusätzlich zur Aufrechterhaltung der linearen Polarisation gibt es rotierende Fasern, die einen bestimmten Polarisationszustand aufrechterhalten. Diese Art von Faser kann auf Basis fast aller existierenden Singlemode-Fasern und polarisationserhaltenden Fasern hergestellt werden, und sogar spezielle Spannungsbereiche und Brechungsindexverteilungen können so gestaltet werden, dass sie sehr ähnliche oder unterschiedliche Ausbreitungskonstanten für polarisiertes Licht unterschiedlicher Rotationsrichtungen bilden. Um den Zweck zu erreichen, den spezifischen Polarisationszustand aufrechtzuerhalten und sogar die spezifische Polarisation herauszufiltern.
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