Fibre ronde PM
Le concept de biréfringence circulaire peut être introduit dans la fibre, de sorte que les deux modes de polarisation à angle droit sont polarisés circulairement dans le sens horaire et antihoraire dans la fibre --, appelée fibre PM circulaire. La manière la plus courante d'obtenir une biréfringence annulaire dans une fibre optique circulaire (à symétrie axiale) consiste à tordre la fibre, ce qui produit une différence de constantes de propagation entre le mode principal oscillant de polarisation circulaire dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ainsi, les modes de ces deux ondes polarisées circulairement sont découplés. On peut également considérer que la contrainte externe peut modifier l'angle d'azimut dans le sens de la longueur de la fibre, ce qui peut générer une biréfringence annulaire sur la fibre. Si une fibre optique est tordue, une contrainte de torsion est générée, entraînant des propriétés optiques associées à la distorsion.
Le cœur de la fibre peut également être posé le long du trajet en spirale dans la gaine, de sorte que la biréfringence annulaire puisse également être obtenue. Cela amène la lumière à voyager le long d’un chemin en spirale, formant une rotation optique. La biréfringence ne peut être obtenue que grâce à l'influence de la géométrie. Une telle fibre peut être utilisée comme fibre monomode et entraînera des pertes relativement élevées en mode d'ordre élevé.
La fibre PM annulaire avec une structure centrale en fibre hélicoïdale peut être utilisée dans le domaine de la détection de courant selon l'effet Faraday. Les fibres optiques peuvent être fabriquées à l'aide de tiges bimétalliques et de tubes préformés, qui font tourner les tubes préformés pour former des spirales lors du fibrage.
Fibre PM linéaire
Il existe deux principaux types de fibres LINEAR PM, à savoir le type à polarisation unique et le type à biréfringence. Comparé aux deux modes de polarisation de base, la principale caractéristique du mode à polarisation unique est qu'il présente une perte de transmission importante. Pour les types de fibres à biréfringence, les constantes de propagation entre les deux modes de polarisation dans le mode d'oscillation principal sont évidemment différentes. Plusieurs conceptions de fibres optiques peuvent être utilisées pour maintenir une polarisation linéaire, ce qui sera discuté plus tard.
Fentes de périphérie et tunnels de périphérie fibre PM linéaire
La fibre edge-slot intègre deux fentes d'indice de réfraction inférieur à l'indice de gaine. Les fentes sont situées sur deux côtés du cœur central de la fibre. Ce type de fibre a une distribution d'indice de réfraction en forme de W le long de l'axe X et une distribution d'indice de réfraction en escalier le long de l'axe Y. La fibre Edge-Tunnel est un exemple particulier de structure Edge-Slot. Dans ces fibres PM linéaires, une anisotropie géométrique est introduite dans le cœur de la fibre pour obtenir des fibres biréfringentes.
Fibre PM linéaire avec composants sollicités
Une méthode efficace pour introduire une biréfringence élevée dans la fibre consiste à introduire une contrainte non uniforme avec une double symétrie géométrique dans le cœur de la fibre. En raison de l'effet photoélastique, la contrainte modifie l'indice de réfraction du cœur de la fibre, ce qui peut être observé à travers le motif de polarisation le long du fuseau de la fibre ainsi que les résultats de la biréfringence. La contrainte requise peut être obtenue en utilisant deux composants sollicités de manière égale et indépendante (SAP) situés dans la région de gaine opposée au cœur de la fibre. Par conséquent, tant que l'indice de réfraction des SAP est inférieur ou égal à l'indice de réfraction du revêtement, il n'y aura pas de mode d'oscillation secondaire à travers les SAP.
Les formes les plus couramment utilisées pour les SAP sont la forme du nœud papillon et le cercle. Ces fibres sont appelées respectivement fibres de nœud papillon et fibres de panda. Les sections transversales de ces deux fibres sont représentées sur la figure ci-dessous. La biréfringence modale utilisée dans ces fibres représente la biréfringence géométrique et induite par la contrainte. La biréfringence géométrique est très faible et peut être ignorée pour la fibre à âme circulaire. Il a été démontré que la biréfringence de ces coeurs de fibres peut être améliorée lorsque les SAP sont placés à proximité du coeur de la fibre, mais ils doivent être placés très près du coeur de la fibre pour qu'il n'y ait pas d'augmentation de la perte de fibre, surtout si le matériau sur les SAP ne sont pas du dioxyde de silicium. La fibre Panda a été améliorée pour obtenir une biréfringence de mode plus élevée, une très faible perte et une faible diaphonie.
Astuce : à l'heure actuelle, le MP le plus populairefibredans l'industrie est la fibre ronde Panda. L'un des nombreux avantages de la fibre Panda par rapport aux autres fibres PM est la taille de la fibre et l'ouverture numérique par rapport aux fibres monomodes conventionnelles. Une perte minimale sur l'appareil est assurée lors de l'utilisation des deux types de lumière.
Fibre PM linéaire à structure elliptique
La première étude expérimentale proposée sur des fibres monopolarisations à faibles pertes sur trois types de structures optiques a été réalisée : coeur elliptique, gaine elliptique et fibre à gaine elliptique. Les premières recherches sur les câbles à âme de fibre elliptique impliquent le calcul de la biréfringence de polarisation. Dans un premier temps, le guide d'ondes diélectrique rectangulaire est utilisé pour estimer la biréfringence de la fibre à cœur elliptique. Dans l'expérience d'utilisation de la fibre PM pour la première fois, une sorte de fibre avec un noyau de fibre en forme d'haltère a été fabriquée. La longueur de battement de polarisation peut être réduite en augmentant la différence d'indice de réfraction de la gaine du cœur de fibre. Cependant, en raison des limites des applications pratiques, il n'est pas possible d'augmenter trop la différence d'indice de réfraction. L'augmentation de la différence d'indice de réfraction entraîne des pertes de transmission et l'épissage devient plus difficile car le rayon du noyau doit être réduit. La valeur typique de biréfringence des fibres elliptiques est supérieure à celle des fibres de gaine elliptiques. Mais la perte du cœur de la fibre elliptique est supérieure à celle de la gaine elliptique.fibre.
Fibre PM linéaire avec modulation d'indice de réfraction
Pour une fibre monopolarisée qui isole la longueur d'onde de coupure de deux oscillations à angle droit, une méthode pour augmenter sa largeur de bande de fréquence consiste à sélectionner une distribution d'indice de réfraction qui ne permet qu'à un seul état de polarisation d'être à la coupure. La biréfringence élevée peut être obtenue en introduisant une modulation angulaire dans l'indice de gaine interne de la fibre à section transversale elliptique à trois couches. Dans l'étude de fibres optiques à section transversale elliptique à trois couches, une approche de perturbation est adoptée, dans laquelle le guide d'onde à coeur de fibre rectangulaire est supposé comme structure de référence. En fonctionnement à polarisation unique, les tests de biréfringence sur trois couches de fibre ellipsoïdale montrent qu'une modulation angulaire appropriée de l'indice de gaine interne peut améliorer la biréfringence et étendre la plage de longueurs d'onde.
La distribution de l'indice de réfraction est appelée profil papillon. Il s'agit d'un contour en W asymétrique, composé d'un cœur de fibre cohérent et de la gaine entourant le cœur de fibre. Dans le revêtement, le contour a la valeur maximale de NCL, et change vers le haut en termes de rayon et d'angle, et a la condition descendante maximale le long de l'axe X. Il existe deux propriétés de cette forme pour réaliser un fonctionnement à polarisation unique monomode. Premièrement, la forme est asymétrique, ce qui rendra différentes les constantes de propagation des deux principaux modes d'oscillation à angle droit, et deuxièmement, l'atténuation à l'intérieur du château garantit que chaque mode a une longueur d'onde de coupure. Les fibres papillon ont une faible conductivité, donc la réponse à l'équation des ondes scalaires peut être utilisée pour déterminer le champ de mode et la constante de propagation. La réponse concerne les fonctions trigonométriques et les fonctions de Mathieu, qui permettent d'expliquer la corrélation des coordonnées transversales dans le gainage dunoyau de fibre. Ces fonctions ne sont pas orthogonales les unes aux autres, ce qui nécessite un ensemble infini de fonctions pour tenir compte des champs modaux dans différentes régions et satisfaire les conditions aux limites. Le graphique de biréfringence géométrique résultant, comparé à la fréquence standard V, montre que le degré de diminution de l'indice de réfraction le long de l'axe X augmente l'asymétrie, augmentant ainsi les valeurs maximales et V de la biréfringence. La valeur maximale de biréfringence est caractéristique des fibres non circulaires. La biréfringence modale peut être améliorée en introduisant une anisotropie dans la fibre. Pour l'anisotropie, cela peut être obtenu en attribuant différentes distributions d'indice de réfraction aux deux polarisations d'un mode. La biréfringence géométrique est inférieure à la biréfringence anisotrope. Cependant, la chute du revêtement en forme de papillon peut fournir une double polarisation à la longueur d'onde de coupure du mode principal oscillant, qui est séparée par une fenêtre de longueur d'onde dans laquelle il est possible d'obtenir un fonctionnement monomode à polarisation unique.
