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偏光ファイバの概要と実用上のいくつかの課題

2021-07-23

レーザーを通信用の搬送波として使用したり、加工、医療、センシング、検出などのツールとして使用する場合、通常、レーザーの偏光状態を管理する必要があります。システムがレーザーの特定の特殊な偏光状態を維持する必要がある場合、非自由空間の場合、偏光維持ファイバーまたは円形保存ファイバーは、閉じたチャネル内でレーザーの偏光状態を維持するための実用的なソリューションになります。モード。
偏波保持ファイバの場合、最も一般的なタイプの特殊ファイバは、従来のシングルモードファイバのコア付近の応力ゾーンを増加させるタイプの特殊ファイバです。実際には 2 つの直交する直線偏光を透過できますが、この意味では「シングルモード」ではありません。使用中は、直線偏光の入力と正確な位置合わせ (速軸または遅軸に関係なく) が必要です。そうしないと、速軸と遅軸の成分が同等で透過定数が異なるため、ランダムな偏光状態をもつ楕円偏光が得られます。シャフトには一連の方法、ツール、試験装置が含まれており、実務者は偏波保持ファイバーについて十分に理解している必要もあります。
明らかにコアに近い応力領域またはボイドが従来のシングルモードファイバコアの両側に追加される場合、2 つの直交方向の偏波成分の伝播定数は大きく異なり、偏波成分の 1 つが大きく異なります。吸収されたり、散乱したり、逃げたりします。大幅な減衰が発生する場合は、単一偏波ファイバに変更されます。障害検出の観点からは、それが真のシングルモードファイバです。任意の偏光状態の入力光を偏光できますが、その減衰は入力偏光状態と、単一偏波ファイバーの主軸との位置合わせに関係します。従来の偏波面保持ファイバに、一定の深さまで研磨したり、光の吸収や散乱処理を施すなど、偏波面保持ファイバの動作軸方向に「欠陥」を導入することで、偏波機能を持たせることも可能です。この研削加工範囲では、単一偏波ファイバーの特殊な形状でもあります。
フォトニック結晶ファイバを用いた製造方法により、設計者のニーズに応じてフォトニック結晶偏波保持ファイバを容易かつ柔軟に作製することができる。開口数の調整と制御が容易なため、ファイバコアを純粋な石英ガラスにすることができ、高出力レーザーシステムへの応用には大きな技術的利点があります。
偏波保持ファイバーは通常の条件下では直線偏波を維持でき、一般的な環境変化 (温度、振動、湿度など) の影響を受けませんが、外部応力が偏波固有の内部応力に影響を与えるほど大きい場合、維持ファイバー、偏波維持ファイバーファイバーによる直線偏波の維持はそれに応じて低下します。劣化すると、元の直線偏光には直交方向に結合された特定の成分が含まれます。この状況を埋め合わせるのは簡単ではありません。さらに深刻なのは、光ファイバリンクの 1 か所だけが劣化し、その後の部分にも影響が及ぶことです。したがって、偏波保持ファイバーの保護はプロセスにおいて非常に重要です。
コイル状のファイバに起因する応力やファイバの配線工程で発生するねじり力は、必然的に偏波保持ファイバの性能劣化を引き起こし、偏波保持ファイバを伝送する直線偏光の劣化を引き起こす。一部のテストプロセス、さらには一部の偏光デバイスでは、特定の偏光状態の偏光を生成する必要性など、これらの応力プロセスの影響に基づいて望ましいパラメータや特性を取得します。
直線偏光を維持することに加えて、特定の偏光状態を維持する回転ファイバーがあります。この種のファイバは、既存のほぼすべてのシングルモードファイバと偏波保持ファイバに基づいて製造でき、特殊な応力領域と屈折率分布さえも、異なる回転方向の偏光に対して非常に類似した、または異なる伝播定数を形成するように設計できます。特定の偏光状態を維持し、特定の偏光をフィルタリングするという目的を達成するため。

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