पीएम फाइबर के प्रकार

गोल पीएम फाइबर
वृत्ताकार द्विअपवर्तन की अवधारणा को फाइबर में पेश किया जा सकता है, इसलिए दो समकोण ध्रुवीकरण मोड वृत्ताकार रूप से दक्षिणावर्त और वामावर्त ध्रुवीकृत होते हैं -- तथाकथित वृत्ताकार पीएम फाइबर में। एक गोलाकार (अक्षीय सममित) ऑप्टिकल फाइबर में रिंग बायरफ्रिंजेंस प्राप्त करने का सबसे आम तरीका फाइबर को मोड़ना है, जो दक्षिणावर्त और वामावर्त दिशाओं में परिपत्र ध्रुवीकरण के दोलन मुख्य मोड के बीच प्रसार स्थिरांक में अंतर पैदा करता है। इस प्रकार, इन दो गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगों के मोड अलग हो जाते हैं। यह भी माना जा सकता है कि बाहरी तनाव फाइबर की लंबाई की दिशा में अज़ीमुथ कोण को बदल सकता है, जो फाइबर पर रिंग बाइरफ्रिंजेंस उत्पन्न कर सकता है। यदि एक ऑप्टिकल फाइबर को मोड़ दिया जाता है, तो एक मरोड़ तनाव उत्पन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप विरूपण के साथ जुड़े ऑप्टिकल गुण होते हैं।
फाइबर के फाइबर कोर को क्लैडिंग में सर्पिल पथ के साथ भी रखा जा सकता है, ताकि रिंग बाइरफ्रिंजेंस भी प्राप्त किया जा सके। इससे प्रकाश एक सर्पिल पथ पर चलता है, जिससे एक ऑप्टिकल घूर्णन बनता है। द्विअर्थीता केवल ज्यामिति के प्रभाव के कारण ही प्राप्त की जा सकती है। ऐसे फाइबर का उपयोग एकल मोड फाइबर के रूप में किया जा सकता है, और यह उच्च ऑर्डर मोड में अपेक्षाकृत उच्च नुकसान का कारण बनेगा।
फैराडे इफेक्ट के अनुसार हेलिकल फाइबर कोर संरचना के साथ कुंडलाकार पीएम फाइबर का उपयोग करंट सेंसिंग के क्षेत्र में किया जा सकता है। ऑप्टिकल फाइबर को द्विधात्विक छड़ों और पूर्वनिर्मित ट्यूबों का उपयोग करके बनाया जा सकता है, जो फाइबर ड्राइंग के दौरान सर्पिल बनाने के लिए पूर्वनिर्मित ट्यूबों को घुमाते हैं।

रैखिक पीएम फाइबर
लीनियर पीएम फाइबर के दो मुख्य प्रकार हैं, अर्थात् एकल ध्रुवीकरण प्रकार और द्विअपवर्तन प्रकार। दो बुनियादी ध्रुवीकरण मोड की तुलना में, एकल ध्रुवीकरण मोड की मुख्य विशेषता यह है कि इसमें बड़ा संचरण नुकसान होता है। द्विअर्थी फाइबर प्रकारों के लिए, दोलन के मुख्य मोड में दो ध्रुवीकरण मोड के बीच प्रसार स्थिरांक स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं। रैखिक ध्रुवीकरण को बनाए रखने के लिए एकाधिक ऑप्टिकल फाइबर डिज़ाइन का उपयोग किया जा सकता है, जिस पर बाद में चर्चा की जाएगी।

एज स्लॉट और एज टनल रैखिक पीएम फाइबर
एज-स्लॉट फाइबर क्लैडिंग इंडेक्स से कम अपवर्तक सूचकांक के साथ दो स्लॉट को एकीकृत करता है। स्लॉट केंद्रीय फाइबर कोर के दो किनारों पर स्थित हैं। इस प्रकार के फाइबर में एक्स-अक्ष के साथ डब्ल्यू-आकार का अपवर्तक सूचकांक वितरण और वाई-अक्ष के साथ एक चरण अपवर्तक सूचकांक वितरण होता है। एज-टनल फाइबर एज-स्लॉट संरचना का एक विशेष उदाहरण है। इन रैखिक पीएम फाइबर में, द्विअर्थी फाइबर प्राप्त करने के लिए ज्यामितीय अनिसोट्रॉपी को फाइबर कोर में पेश किया जाता है।

तनावग्रस्त घटकों के साथ रैखिक पीएम फाइबर
फाइबर में उच्च द्विअपवर्तन लाने का एक प्रभावी तरीका फाइबर कोर में दोहरे ज्यामितीय समरूपता के साथ गैर-समान तनाव को पेश करना है। फोटो इलास्टिक प्रभाव के परिणामस्वरूप, तनाव फाइबर कोर के अपवर्तक सूचकांक को बदल देता है, जिसे फाइबर स्पिंडल के साथ ध्रुवीकरण पैटर्न के साथ-साथ द्विअपवर्तन के परिणामों के माध्यम से देखा जा सकता है। आवश्यक तनाव फाइबर कोर के विपरीत क्लैडिंग क्षेत्र में स्थित दो समान और स्वतंत्र रूप से तनावग्रस्त घटकों (एसएपी) का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। इसलिए, जब तक एसएपी के अपवर्तन का सूचकांक क्लैडिंग के अपवर्तन के सूचकांक से कम या उसके बराबर है, तब तक एसएपी के माध्यम से कोई माध्यमिक दोलन मोड नहीं होगा।
एसएपी के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम आकृतियाँ धनुष टाई आकार और वृत्त हैं। इन रेशों को क्रमशः बो-टाई और पांडा फाइबर कहा जाता है। इन दोनों तंतुओं के क्रॉस सेक्शन को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। इन तंतुओं में प्रयुक्त मोडल बाइरफ्रिंजेंस ज्यामितीय और तनाव-प्रेरित बाइरफ्रिंजेंस का प्रतिनिधित्व करता है। ज्यामितीय द्विअर्थीता बहुत छोटी है और गोलाकार कोर फाइबर के लिए इसे नजरअंदाज किया जा सकता है। यह दिखाया गया है कि जब एसएपी को फाइबर कोर के करीब रखा जाता है तो इन फाइबर कोर की बायरफ्रिंजेंस में सुधार किया जा सकता है, लेकिन इसे फाइबर कोर के बहुत करीब रखा जाना चाहिए ताकि फाइबर हानि में कोई वृद्धि न हो, खासकर अगर सामग्री पर SAPs सिलिकॉन डाइऑक्साइड नहीं है. उच्च मोड बायरफ्रिंजेंस, बहुत कम हानि और कम क्रॉसस्टॉक प्राप्त करने के लिए पांडा फाइबर में सुधार किया गया है।

टिप: मौजूदा समय में सबसे लोकप्रिय पीएमफाइबरउद्योग में गोल पांडा फाइबर है। अन्य पीएम फाइबर की तुलना में पांडा फाइबर के कई फायदों में से एक पारंपरिक सिंगल-मोड फाइबर की तुलना में फाइबर का आकार और संख्यात्मक एपर्चर है। दोनों प्रकार के प्रकाश का उपयोग करने पर डिवाइस पर न्यूनतम हानि सुनिश्चित की जाती है।

अण्डाकार संरचना के साथ रैखिक पीएम फाइबर
तीन प्रकार की ऑप्टिकल संरचनाओं पर व्यावहारिक कम-नुकसान एकल-ध्रुवीकरण फाइबर का पहला प्रस्तावित प्रयोगात्मक अध्ययन किया गया है: अण्डाकार कोर, अण्डाकार क्लैडिंग और अण्डाकार शीथ फाइबर। अण्डाकार फाइबर कोर केबल के प्रारंभिक शोध में ध्रुवीकरण द्विअपवर्तन की गणना शामिल है। पहले चरण में, आयताकार ढांकता हुआ वेवगाइड का उपयोग अण्डाकार कोर फाइबर के द्विअपवर्तन का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। पहली बार पीएम फाइबर के प्रयोग के प्रयोग में डंबल आकार के फाइबर कोर वाले एक प्रकार के फाइबर का निर्माण किया गया। फाइबर कोर क्लैडिंग के अपवर्तक सूचकांक अंतर को बढ़ाकर ध्रुवीकरण बीट लंबाई को कम किया जा सकता है। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोग सीमाओं के कारण, अपवर्तक सूचकांक अंतर को बहुत अधिक बढ़ाना संभव नहीं है। अपवर्तक सूचकांक अंतर बढ़ने से संचरण हानि होती है, और स्प्लिसिंग अधिक कठिन हो जाती है क्योंकि कोर त्रिज्या को कम करना होगा। अण्डाकार फाइबर के लिए विशिष्ट द्विअर्थी मान अण्डाकार क्लैडिंग फाइबर की तुलना में अधिक है। लेकिन अण्डाकार फाइबर कोर का नुकसान अण्डाकार आवरण की तुलना में अधिक हैफाइबर.

अपवर्तक सूचकांक मॉड्यूलेशन के साथ रैखिक पीएम फाइबर
एक एकल-ध्रुवीकृत फाइबर के लिए जो दो समकोण दोलनों के कटऑफ तरंग दैर्ध्य को अलग करता है, इसकी आवृत्ति बैंड चौड़ाई बढ़ाने की एक विधि एक अपवर्तक सूचकांक वितरण का चयन करना है जो कटऑफ पर केवल एक ध्रुवीकरण स्थिति की अनुमति देता है। तीन-परत अण्डाकार क्रॉस-सेक्शन फाइबर के आंतरिक क्लैडिंग इंडेक्स में कोणीय मॉड्यूलेशन शुरू करके उच्च द्विअर्थीता प्राप्त की जा सकती है। तीन-परत अण्डाकार क्रॉस-सेक्शन ऑप्टिकल फाइबर के अध्ययन में, एक गड़बड़ी दृष्टिकोण अपनाया जाता है, जिसमें आयताकार फाइबर कोर वेवगाइड को संदर्भ संरचना के रूप में माना जाता है। एकल ध्रुवीकरण ऑपरेशन में, दीर्घवृत्ताकार फाइबर की तीन परतों पर द्विअर्थी परीक्षण से पता चलता है कि आंतरिक आवरण सूचकांक का उचित कोणीय मॉड्यूलेशन द्विअपवर्तन को बढ़ा सकता है और तरंग दैर्ध्य सीमा का विस्तार कर सकता है।

अपवर्तक सूचकांक वितरण को तितली प्रोफ़ाइल कहा जाता है। यह एक असममित डब्ल्यू समोच्च है, जो एक सुसंगत फाइबर कोर और फाइबर कोर के आसपास के आवरण से बना है। क्लैडिंग में, समोच्च में एनसीएल का अधिकतम मूल्य होता है, और त्रिज्या और कोण में ऊपर की ओर बदलता है, और एक्स-अक्ष के साथ अधिकतम अवरोही स्थिति होती है। एकल मोड एकल ध्रुवीकरण ऑपरेशन को साकार करने के लिए इस आकृति के दो गुण हैं। सबसे पहले, आकार असममित है, जो समकोण पर दोलन के दो मुख्य तरीकों के प्रसार स्थिरांक को अलग बना देगा, और दूसरा, महल के भीतर क्षीणन यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक मोड में एक कटऑफ तरंग दैर्ध्य है। तितली तंतुओं में कमजोर चालकता होती है, इसलिए स्केलर तरंग समीकरण के उत्तर का उपयोग मोड फ़ील्ड और प्रसार स्थिरांक को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। उत्तर त्रिकोणमितीय कार्यों और मैथ्यू कार्यों से संबंधित है, जिनका उपयोग क्लैडिंग में अनुप्रस्थ निर्देशांक के सहसंबंध को समझाने के लिए किया जाता है।फाइबर कोर. ये फ़ंक्शन एक-दूसरे के लिए ऑर्थोगोनल नहीं हैं, जिन्हें विभिन्न क्षेत्रों में मोडल फ़ील्ड के लिए और सीमा शर्तों को पूरा करने के लिए कार्यों के अनंत सेट की आवश्यकता होती है। परिणामी ज्यामितीय द्विअपवर्तन ग्राफ, मानक आवृत्ति वी के साथ तुलना में, दर्शाता है कि एक्स-अक्ष के साथ अपवर्तक सूचकांक में गिरावट की डिग्री विषमता को बढ़ाती है, इस प्रकार द्विअपवर्तन के अधिकतम और वी मान में वृद्धि होती है। द्विअपवर्तन का चरम मान गैर-वृत्ताकार तंतुओं की विशेषता है। फ़ाइबर में अनिसोट्रॉपी शुरू करके मोड बायरफ़्रिन्ज़ेंस में सुधार किया जा सकता है। अनिसोट्रॉपी के लिए, इसे एक मोड के दो ध्रुवीकरणों के लिए अलग-अलग अपवर्तक सूचकांक वितरण निर्दिष्ट करके प्राप्त किया जा सकता है। ज्यामितीय द्विअपवर्तन अनिसोट्रोपिक द्विअपवर्तन से कम है। हालाँकि, तितली के आकार के क्लैडिंग में गिरावट ऑसिलेटिंग मुख्य मोड कटऑफ तरंग दैर्ध्य को दोहरा ध्रुवीकरण प्रदान कर सकती है, जिसे एक तरंग दैर्ध्य विंडो द्वारा अलग किया जाता है जिसमें एकल ध्रुवीकरण एकल मोड ऑपरेशन को प्राप्त करना संभव है।