Durada del batec (BL): definida com a Lp=λ/B,
Representa la longitud necessària perquè la llum polaritzada giri 360 graus a la fibra. Com més petita sigui la longitud del ritme, més gran serà la diferència de velocitat entre els eixos ràpids i lents, més fort serà el rendiment de la birrefringència. Com a indicador per mesurar la capacitat de la fibra per mantenir la birrefringència, la longitud del ritme té l'avantatge que no es veu afectada per condicions com la longitud de la fibra, la flexió o la tensió, i pot reflectir directament el rendiment de la fibra.
Relació d'extinció (ER): definit com a ER=10log(Pu/Pw),
On Pw representa l'energia transmesa al llarg de l'eix incident i Pu representa l'energia acoblada a la direcció de l'altre eix. Com més petita és la relació d'extinció, més difícil és que el senyal òptic s'acobla a l'altre eix. Per exemple, quan la relació d'extinció és -30dB, la relació entre l'energia que manté l'eix incident i l'acoblament d'energia a l'altre eix és 1000:1; Quan la relació d'extinció és de -20dB, la relació d'energia és de 100:1.
Atenuació de la fibra que manté la polarització
Tanmateix, la pèrdua de dispersió és el principal factor que afecta l'atenuació de la fibra polaritzant, especialment quan la zona d'estrès està dissenyada per augmentar el coeficient d'expansió tèrmica del vidre, la difusió del bor durant el tret a alta temperatura conduirà a l'augment de l'atenuació de la fibra. Val la pena assenyalar que l'eix de velocitat de la fibra que manté la polarització no té cap diferència significativa en l'atenuació.
Causes internes de la sensibilitat a la birrefringència
Defectes estructurals causats pel desenvolupament de la fibra òptica:
L'estructura del nucli de fibra té un efecte important en el rendiment de la birrefringència. Un nucli perfectament rodó proporciona una birrefringència baixa, mentre que un nucli oval presenta una birrefringència alta. A les fibres que mantenen la polarització de baixa birrefringència, la deformació del nucli pot provocar defectes estructurals, que es poden reduir girant les barres prefabricades. En fibra birrefringent alta, la deformació de la regió d'estrès és el principal defecte estructural i la seva influència és molt més gran que la deformació del nucli.
Efectes no lineals:
L'efecte Kerr és la principal pertorbació no lineal que afecta el mode birrefringència de la fibra que manté la polarització. L'efecte Kerr és especialment important per a fibres birrefringents baixes amb una entrada d'alta potència. A entrades de baixa potència, com ara giroscopis de fibra òptica o sistemes de transmissió òptica coherent, els efectes no lineals també poden causar soroll.
Sensibilitat a la birrefringència per causes externes
Condicions de temperatura:
La fluctuació de temperatura és un problema seriós en l'aplicació de la fibra que manté la polarització. El canvi de temperatura provoca l'expansió tèrmica i la contracció en fred de la fibra, la qual cosa afecta el rendiment de la birrefringència. Per a les fibres que mantenen la polarització amb dues grans regions d'estrès, l'efecte de la temperatura és especialment significatiu. Per reduir la influència de la temperatura, es pot utilitzar un recobriment de gruix diferent, un procés de recuit, una selecció de diferents materials de recobriment o un ajust del dopatge del material de vidre.
Pertorbació mecànica:
La pertorbació mecànica té un efecte directe sobre el rendiment de birrefringència de la fibra de baixa birrefringència. No obstant això, les fibres birrefringents altes (especialment les que tenen una durada de batec curta) tenen una tensió interna elevada i són resistents als efectes de l'estrès extern. Tanmateix, l'optimització de la durada del batec pot comportar més defectes i tensions locals. La flexió i la torsió generalment tenen poc efecte sobre la diafonia en fibres birrefringents altes, però la pressió transversal és el problema més gran (per exemple, si la fibra nua es pressiona contra una ranura en forma de V, la diafonia s'ha de veure afectada i l'azimut de 45 graus és el més important). direcció severa per a l'acoblament de mode).
En el cas de les fibres òptiques bobinades, cal tenir en compte la birrefringència generada per la torsió lateral o tensió axial. A més, en el cas d'un radi de flexió relativament petit, la pressió transversal causada per la flexió de la fibra no és menyspreable. La millor manera d'evitar aquestes pertorbacions és utilitzar un bon material de recobriment, que segurament serà més gruixut.
Efectes electromagnètics:
El camp electromagnètic també introdueix birrefringència, on l'efecte Kerr s'aconsegueix pel camp elèctric transversal i l'efecte Faraday s'aconsegueix pel camp magnètic. Aquests efectes electromagnètics es poden aplicar en el desenvolupament d'aïlladors, però cal evitar-los en aplicacions com els giroscopis de fibra òptica.
Breu resum
El rendiment de la fibra que manté la polarització es veu afectat per molts factors, que també interaccionen entre ells, formant un sistema complex. Per optimitzar el rendiment de la fibra que manté la polarització, cal tenir en compte diversos factors de manera integral i equilibrada. En comparació amb la fibra de comunicació, la fibra de manteniment de la polarització com a component de les aplicacions de detecció ha de ser sensible a algunes condicions externes alhora que evita ser massa sensible a altres condicions. Per tant, és difícil dissenyar i desenvolupar fibra que mantingui la polarització. Tanmateix, amb el ràpid desenvolupament d'aplicacions com l'Internet de les coses, la demanda de fibres especials està augmentant, la qual cosa impulsarà el progrés i la innovació continuats en fibres que mantenen la polarització i tecnologies relacionades.