Beatlængde (BL): defineret som Lp=λ/B,
Repræsenterer den længde, der kræves for, at polariseret lys kan rotere 360 grader i fiberen. Jo mindre slaglængden er, jo større hastighedsforskellen mellem den hurtige og langsomme akse, jo stærkere er den dobbeltbrydende ydeevne. Som en indikator til måling af fibers evne til at opretholde dobbeltbrydning har slaglængden den fordel, at den ikke påvirkes af forhold som fiberlængde, bøjning eller spænding og direkte kan afspejle fiberens ydeevne.
Ekstinktionsforhold (ER) : defineret som ER=10log(Pu/Pw),
Hvor Pw repræsenterer energien transmitteret langs den indfaldende akse, og Pu repræsenterer energien koblet til retningen af den anden akse. Jo mindre ekstinktionsforholdet er, jo sværere er det for det optiske signal at blive koblet til den anden akse. Når f.eks. ekstinktionsforholdet er -30dB, er forholdet mellem energien, der opretholder den indfaldende akse, og energikoblingen til den anden akse 1000:1; Når ekstinktionsforholdet er -20dB, er energiforholdet 100:1.
Dæmpning af polarisationsvedligeholdende fiber
Spredningstab er imidlertid den vigtigste faktor, der påvirker dæmpningen af polariserende fiber, især når spændingszonen er designet til at øge den termiske udvidelseskoefficient for glas, vil bor-diffusionen under højtemperaturtrækning føre til en stigning i fiberdæmpning. Det er værd at bemærke, at hastighedsaksen for den polarisationsvedligeholdende fiber ikke har nogen signifikant forskel i dæmpningen.
Interne årsager til dobbeltbrydningsfølsomhed
Strukturelle defekter forårsaget af optisk fiberudvikling:
Strukturen af fiberkernen har en vigtig effekt på den dobbeltbrydende ydeevne. En perfekt rund kerne giver lav dobbeltbrydning, mens en oval kerne giver høj dobbeltbrydning. I fibre, der opretholder lav dobbeltbrydende polarisation, kan kernedeformation føre til strukturelle defekter, som kan reduceres ved at rotere præfabrikerede stænger. I høj dobbeltbrydende fiber er deformationen af spændingsregionen den vigtigste strukturelle defekt, og dens indflydelse er meget større end kernedeformationen.
Ikke-lineære effekter:
Kerr-effekten er den vigtigste ikke-lineære forstyrrelse, der påvirker tilstandens dobbeltbrydning af polarisationsvedligeholdende fiber. Kerr-effekten er især vigtig for lavt dobbeltbrydende fibre ved høj effekt. Ved lave effektindgange, såsom fiberoptiske gyroskoper eller kohærente optiske transmissionssystemer, kan ikke-lineære effekter også forårsage støj.
Følsomhed over for dobbeltbrydning på grund af eksterne årsager
Temperaturforhold:
Temperaturudsving er et alvorligt problem ved anvendelsen af polarisationsvedligeholdende fiber. Temperaturændringer forårsager termisk ekspansion og kold sammentrækning af fiber, hvilket påvirker ydeevnen for dobbeltbrydning. For polarisationsvedligeholdende fibre med to store spændingsområder er effekten af temperatur særlig betydelig. For at reducere påvirkningen af temperaturen kan der anvendes forskellig tykkelse belægning, udglødningsproces, valg af forskellige belægningsmaterialer eller justering af glasmateriale-doping.
Mekanisk forstyrrelse:
Den mekaniske forstyrrelse har en direkte effekt på den dobbeltbrydende ydeevne af fiber med lav dobbeltbrydning. Imidlertid har høje dobbeltbrydende fibre (især dem med en kort slaglængde) en høj indre belastning og er modstandsdygtige over for virkningerne af ydre belastninger. Optimeringen af slaglængden kan dog medføre flere defekter og lokale belastninger. Bøjning og vridning har generelt ringe effekt på krydstale i høje dobbeltbrydende fibre, men tværgående tryk er det største problem (hvis f.eks. den nøgne fiber presses mod en V-formet spalte, skal krydstale påvirkes, og 45 graders azimut er mest svær retning for tilstandskobling).
I tilfælde af vikling af optiske fibre er det nødvendigt at overveje dobbeltbrydningen, der genereres af den laterale torsion eller aksiale spænding. Derudover er det tværgående tryk forårsaget af fiberbøjning, ved relativt lille bøjningsradius, ikke ubetydeligt. Den bedste måde at undgå disse forstyrrelser på er at bruge et godt belægningsmateriale, som er bundet til at være tykkere.
Elektromagnetiske effekter:
Det elektromagnetiske felt introducerer også dobbeltbrydning, hvor Kerr-effekten opnås af det tværgående elektriske felt, og Faraday-effekten opnås af magnetfeltet. Disse elektromagnetiske effekter kan anvendes i udviklingen af isolatorer, men skal undgås i applikationer såsom fiberoptiske gyroskoper.
Kort opsummering
Ydeevnen af polarisationsvedligeholdende fiber påvirkes af mange faktorer, som også interagerer med hinanden og danner et komplekst system. For at optimere ydeevnen af polarisationsvedligeholdende fiber skal forskellige faktorer overvejes omfattende og afbalanceret. Sammenlignet med kommunikationsfiber skal polarisationsvedligeholdende fiber som en komponent i registreringsapplikationer være følsom over for nogle eksterne forhold, samtidig med at man undgår at være for følsom over for andre forhold. Derfor er det svært at designe og udvikle polarisationsvedligeholdende fiber. Men med den hurtige udvikling af applikationer som Internet of Things stiger efterspørgslen efter specialfibre, hvilket vil drive fortsatte fremskridt og innovation inden for polarisationsvedligeholdende fibre og relaterede teknologier.