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保偏光纖

用於航天、航空等領域的光纖

保偏光纖:保偏光纖傳輸線偏振光,廣泛用於航天、航空、航海、工業製造技術及通信等國民經濟的各個領域。在以光學相干檢測為基礎的干涉型光纖感測器中,使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變,提高相干信噪比,以實現對物理量的高精度測量。保偏光纖作為一種特種光纖,主要應用於光纖陀螺光纖水聽器等感測器和DWDMEDFA等光纖通信系統。由於光纖陀螺及光纖水聽器等可用于軍用慣導和聲吶,屬於高新科技產品,而保偏光纖又是其核心部件,因而保偏光纖曾經被西方發達國家列入對我禁運的清單。現在國內部分光纖生產公司已能生產。

概述


保偏光纖在拉制過程中,由於光纖內部產生的結構缺陷會造成保偏性能的下降,即當線偏振光沿光纖的一個特徵軸傳輸時,部分光信號會耦合進入另一個與之垂直的特徵軸,最終造成出射偏振光信號偏振消光比的下降. 這種缺陷就是影響光纖內的雙折射效應. 保偏光纖中,雙折射效應越強,拍長越短,保持傳輸光偏振態越好。
普通光纖就算製造得再對稱,在實際應用中也會受到機械應力變得不對稱,產生雙折射現象,因此光的偏振態在普通光纖中傳輸的時候就會毫無規律地變化。主要的影響因素有波長、彎曲度、溫度等。
保偏光纖可以解決偏振態變化的問題,但它並不能消除光纖中的雙折射現象,反而是在通過光纖幾何尺寸上的設計,產生更強烈的雙折射效應,來消除應力對入射光偏振態的影響。
所以保偏光纖一般是應用在對偏振態比較敏感的應用中,如干涉儀,或是激光器,或是用在光源與外調製器之間的連接中等等。

保偏光纖的應用及未來發展方向


保偏光纖在今後幾年內將有較大的市場需求。隨著世界新技術的飛速發展和新產品的不斷開發,保偏光纖將沿著以下幾個方向發展:
(1)採用光子晶體光纖新技術製造新型的高性能保偏光纖 ;
(2)開發溫度適應性保偏光纖,以適應航空航天等領域環境的要求;
(3)開發出各種摻稀土保偏光纖,滿足光放大器等器件應用的需求;
(4)開發氟化物保偏光纖,促進纖維光學干涉技術在紅外天文學技術領域的發展;
(5)低衰減保偏光纖 :隨著單模光纖技術的不斷完善,損耗、材料色散和波導 色散已經不再是影響光纖通信的主要因素,單模光纖的偏振模色散( PMD) 逐漸成為限制光纖通信質量的最嚴重的瓶頸,在10 Gbit / s及以上的高 速光纖通信系統中表現尤為突出。為了解決 PMD 帶來傳輸系統性能惡化的 問題,一般都採取了對 PMD 進行補償的解決方案,但是PMD對溫度等環 境條件、以及光源波長的輕微擾動都非常敏感,會隨時間發生隨機變化,這些都給光纖通信系統的 PMD 補償帶來困難。如果低衰減的保偏光纖能夠研製成功,將為高速傳輸系統中的 PMD問題的解決提供新的解決方案;
(6)利用克爾效應和法拉第旋光效應製造偏振光器件。
詞典
polarization maintaining optical fibre; polarization-preserving fiber