Introduction à la polarisation
Comme la lumière traverse un point dans l’espace, la direction et l’amplitude du champ électrique oscillant se déplace le long d’un chemin au fil du temps. Un vecteur de champ électromagnétique à angle droit les uns aux autres dans une section transversale (un plan perpendiculaire à la direction de l’avance) représente un signal d’onde lumineuse polarisée. La polarisation est définie à l’aide du vecteur de champ électrique en fonction du temps, en fonction du modèle tracé à travers la section transversale. La polarisation peut être divisée en polarisation linéaire, elliptique ou circulaire, dont la polarisation linéaire est la plus simple. La polarisation de toute nature est un problème dans la transmission par fibre optique.
Tout système de communication radio et de mesure par fibre optique est un dispositif capable d’analyser les interférences entre deux types d’ondes lumineuses. Nous ne pouvons pas utiliser les informations fournies par l’interférence à moins que les amplitudes des combinaisons restent stables au fil du temps, c’est-à-dire que les ondes lumineuses sont dans le même état de polarisation. Dans ce cas, il est nécessaire d’utiliser des fibres optiques capables de transmettre des états de polarisation stables. Ainsi, afin de résoudre ce problème, des fibres optiques qui peuvent maintenir la polarisation ont été développées.
Qu’est-ce que la fibre PM?
La diffusion de la polarisation de la lumière dans la fibre devient incontrôlée (selon la longueur d’onde) et dépend de toute flexion de la fibre ainsi que de l’état de température. Des fibres optiques spéciales sont nécessaires pour atteindre les propriétés optiques souhaitées, qui sont affectées par la polarisation de la lumière au fur et à mesure qu’elle traverse la fibre. De nombreux systèmes, tels que les interféromètres et les capteurs de fibres, les lasers à fibres et les modulateurs électro-optiques, ont également des pertes dépendantes de la polarisation qui affectent les performances du système. Ce problème peut être résolu en utilisant des fibres optiques spéciales appelées fibres PM.
Le principe de la fibre PM
Si la polarisation de la lumière émise dans la fibre est coaxiale avec un axe de birefringence, elle le restera même si la fibre est pliée. Selon le principe du couplage en mode uniforme, le principe physique derrière ce phénomène peut être compris. En raison du fort phénomène de birefringence, les constantes de propagation des deux modes de polarisation sont différentes, de sorte que la rencontre relative des modes impliqués tend à dériver rapidement. Par conséquent, tant que toute interférence le long de la lumière a un composant fourier spatial efficace (et un numéro d’onde correspondant à la différence entre les constantes de propagation des deux modes), il peut être effectivement adapté aux deux modes. Si la différence est suffisamment grande, la perturbation générale dans la lumière changera graduellement et lentement pour atteindre le couplage efficace de mode. Ainsi, le principe de la fibre PM fait assez de différence.
Parmi les applications les plus courantes de la communication longue distance en fibre optique, la fibre PM est utilisée pour introduire la lumière d’un endroit à l’autre dans l’état de polarisation linéaire. Pour parvenir à ce résultat, plusieurs conditions doivent être remplies. La fibre d’entrée doit être fortement polarisée pour éviter de transmettre des modes d’axe lent et d’axe rapide, dans lesquels l’état de polarisation de sortie est imprévisible.
Pour la même raison, le champ électrique de la fibre optique doit être aligné avec précision et précision sur l’axe principal d’une fibre optique (qui est généralement l’axe lent dans la pratique industrielle). Si le câble de chemin de fibre de PM est composé des fibres segmentées reliées par des connecteurs de fibre ou des joints d’épissage, la rotation et le positionnement assortis de fibre est un problème très critique. En outre, le connecteur doit être installé sur la fibre PM, et lors de l’installation du connecteur, le stress interne généré ne fera pas projeter le champ électrique sur l’axe optique non utilisé sur la fibre.
Applications de la fibre PM
Les fibres pm sont utilisées dans les zones où la dérive de polarisation n’est pas autorisée, comme les changements de température. Des exemples de ceci sont des interféromètres de fibre et quelques lasers de fibre. L’inconvénient d’utiliser de telles fibres est qu’elles nécessitent généralement une orientation précise de la polarisation, ce qui peut causer plus de problèmes. Dans le même temps, la perte de propagation est plus élevée que celle des fibres optiques standard, et il est difficile de garder tous les types de fibres optiques sous forme de rétention de polarisation.
Les fibres PM sont utilisées dans des applications spécifiques telles que les applications de détection de fibres, l’interférométrie et la distribution de clés quantiques. Il est également couramment utilisé dans les communications à longue distance entre les générateurs laser et les modulateurs, qui nécessitent une lumière polarisée comme entrée. Il est rarement utilisé pour la transmission longue distance parce que la fibre PM est très cher et a une atténuation plus élevée que la fibre mono-mode.
Exigences pour l’utilisation de la fibre PM
Terminal: Lorsque le terminal d’une fibre PM est un connecteur optique, il est important de connecter la tige de stress au connecteur, généralement au moyen d’une clé.
Épissage: Épissage fibres PM doit également être fait très soigneusement. Lorsque la fibre est fusionnée, les axes X, Y et Z doivent être bien positionnés et le positionnement de rotation doit être bien positionné afin que la barre de stress puisse être positionnée avec précision.
Une autre exigence est que l’état incident à l’extrémité de la fibre doit être compatible avec la direction de l’axe principal transversal de la fibre transversale.
