Znanje

Vlakno sa{0}}održavanjem polarizacije, ili PM vlakno, je tip jednomodnog-optičkog vlakna dizajniranog da sačuva dvije dobro-definirane ortogonalne polarizacijske ose. Ta dodatna funkcija ga čini zahtjevnijim od konvencionalnog single{4}}modnog vlakna u gotovo svakoj fazi njegovog životnog ciklusa. Proizvodnja mora stvoriti i kontrolirati stabilan dvolom; spajanje mora da poravna i optička jezgra i polarizacione ose; konektori trebaju kontrolirani odnos između ose vlakna i ključa konektora; a gotovi sklop treba provjeriti za performanse polarizacije umjesto samog gubitka umetanja.

Zbog toga jednostavno specificiranje PM vlakana ne garantuje da će gotov sistem dobro održavati polarizaciju. Vlakno, spajanje, konektor, proces sklapanja i metoda ispitivanja doprinose konačnom omjeru ekstinkcije polarizacije, ili PER.

Po čemu se polarizacija{0}}održavanje vlakana razlikuje od standardnih jedno-modnih vlakana?

U običnomjedno-modno vlakno, glavni problem prijenosa je održavanje svjetlosti u osnovnom prostornom modu sa niskim prigušenjem i prihvatljivom disperzijom. Dva ortogonalna polarizaciona stanja nisu namjerno razdvojena dovoljno snažno da bi se spriječilo da poremećaji okoline promijene stanje polarizacije.

PM vlakna su namjerno napravljena dvostrukim prelamanjem. Njegove dvije glavne polarizacijske ose, koje se obično nazivaju brza osa i spora osa, imaju različite efektivne indekse prelamanja. Kada se linearno polarizirano svjetlo lansira duž jedne glavne ose, dvostruki lom pomaže u suzbijanju spajanja u ortogonalnu os. Udaljenost na kojoj dva polarizaciona moda akumuliraju faznu razliku od 2π naziva sedužina udarca; kraća dužina otkucaja generalno odgovara jačem dvolomu.

PM vlakna pripadaju široj porodicioptičko vlakno, ali su njegova geometrija i kriteriji prihvatljivosti više specijalizirani. IEC objavljuje posebnu specifikaciju za vlakna koja-održavaju polarizaciju uIEC 60793-2-70, što odražava činjenicu da PM vlakno ima zahtjeve izvan onih za jednomodnu-opću namjenu jednomodnog vlakna.

Zašto je PM vlakna teže proizvesti?

Proizvodni izazov počinje sa strukturom koja stvara dvolom. U uobičajenom PM vlaknu tipa PANDA-, na primjer, regije koje primjenjuju napon{2}}su postavljene na suprotnim stranama jezgre. Nakon što se staklo izvuče i ohladi, diferencijalno naprezanje koje stvaraju ove regije stvara snažno dvostruko prelamanje-indukovano naprezanjem. Drugi PM dizajni mogu koristiti različite geometrije naprezanja ili strukturnu asimetriju, ali ostaje isti inženjerski cilj: stvoriti dvije stabilne glavne ose i zadržati njihova svojstva konzistentna duž vlakna.

U poređenju sa standardnim single-modnim vlaknom, proizvođač stoga mora kontrolirati nekoliko dodatnih varijabli:

• Naprezanje{0}}primjena geometrije:veličina, položaj, simetrija i sastav regija koje stvaraju napon{0}}utječu na rezultujuću dvolomnost.
• Poravnanje jezgra{0}}za{1}}strukturu:optičko jezgro mora ostati tačno pozicionirano u odnosu na strukturu naprezanja tako da su glavne ose predvidive.
• Dvolomnost i dužina otkucaja:uslovi crtanja, sastav stakla, geometrija i zaostalo naprezanje mogu promijeniti ponašanje{0}}održavanja polarizacije.
• Konzistentnost ose:orijentacija i simetrija unutrašnje strukture moraju ostati stabilni duž proizvedene dužine.
• Crtanje{0}}Stabilnost procesa:Dimenzionalne ili termičke varijacije tokom crtanja mogu uticati i na uobičajena optička svojstva i na polje naprezanja odgovorno za održavanje polarizacije.
• Dodatna kontrola kvaliteta:samo geometrijska mjerenja nisu dovoljna; Svojstva vezana za polarizaciju{0}} također moraju biti okarakterisana pod definisanim uslovima.

Ove dodatne kontrole pomažu objasniti zašto PM vlakna zahtijevaju strožu disciplinu procesa od standardnih vlakana. Opća pozadina o proizvodnji vlakana može se naći u Hengtong'sPregled proizvodnje optičkih kablova, dok PM vlakno dodaje poseban izazov kontrole same strukture dvostrukog prelamanja.

Zašto je spajanje PM vlakana teže?

Prilikom spajanja običnih jednomodnih vlakana, osnovni zadatak poravnanja je dovođenje dvije jezgre u tačno bočno i kutno poravnanje prije fuzije. Sa PM vlaknima, poravnanje jezgre je samo dio posla. Brza i spora ose dva vlakna takođe moraju biti rotaciono poravnate.

Ako su jezgra centrirana, ali su glavne ose rotirane jedna u odnosu na drugu, neka optička snaga lansirana u jednu os prvog vlakna spaja se u ortogonalnu os drugog vlakna. Spajanje može pokazati nizak gubitak umetanja, a da i dalje proizvodi neprihvatljive polarizacijske preslušavanja. Zbog toga konvencionalna procjena gubitka-spoja ne može sama po sebi potvrditi dobar PM spoj.

Specijalizirani fuzijski uređaji za spajanje mogu koristiti slike sa strane{0}}pogleda ili druge metode{1}}analize profila da identifikuju unutrašnju PM strukturu, a zatim rotirati jedno ili oba vlakna prije fuzije. Tačna metoda snimanja i poravnanja ovisi o dizajnu vlakana i uređaju za spajanje. Na primjer, Fujikura'sFSM-100P dokumentacijaopisuje faze rotacije i poravnanje na osnovu profila-za PM vlakna, ilustrujući zašto je za PM rad često potrebna oprema osim osnovnog{1}}splicera za poravnanje jezgra.

Za širi uvod u fuziju{0}}pripremu spajanja i kontrolu procesa, pogledajte Hengtongvodič za spajanje optičkih vlakana. PM aplikacije dodaju zahtjev rotacijske-osi na ove standardne korake pripreme.

Kako ugaona neusklađenost utiče na omjer izumiranja polarizacije?

U idealiziranom spoju gdje je greška rotacijske ose jedini izvor preslušavanja, ugao neusklađenosti θ dijeli optičku snagu približno prema cos²θ na predviđenoj osi i sin²θ na ortogonalnoj osi. Pod tom pojednostavljenom pretpostavkom, granica PER uzrokovana samo neusklađenošću osi je:

PO ≈ 20 log10 (krevetac θ)

Odnos je nelinearan, zbog čega nekoliko stepeni može biti značajno kada je ciljni PER visok.

Ove vrijednosti su teoretske ilustracije, a ne garantirani rezultati spajanja. Stvarni PER također može biti ograničen polarizacijom izvora, nesavršenim dvostrukim lomom vlakana, lokalnim naprezanjem, savijanjem, grijanjem spoja, spajanjem konektora, spajanjem komponenti i postavkom mjerenja. Identifikovan je eksperimentalni rad koji je objavila Opticageometrijska ugaona neusklađenost dvolomne osekao uzrok degradacije{0}}omjera izumiranja nakon fuzije.

Zašto PM fiber konektori zahtijevaju poravnanje ključa?

PM konektoru je potrebno više od dobrog centriranja jezgre i čiste prednje strane. Njegov mehanički ključ mora imati kontrolirani ugaoni odnos prema određenoj glavnoj osi vlakna. U suprotnom, dva konektora se mogu spojiti mehanički dok njihove polarizacione ose ostaju rotaciono pomaknute.

Stoga bi ključna konvencija trebala biti definirana u specifikaciji sklopa. Ovisno o proizvodu i proizvođaču, ključ se može odnositi na sporu ili brzu os; nesigurno je pretpostaviti da svaka PM skupština slijedi istu konvenciju. Relevantni zahtjev je da je navedena konvencija poznata, dosljedno proizvedena i provjerena.

Ovo je formalizovano uIEC 61300-3-55, koji pokriva omjer ekstinkcije polarizacije, orijentaciju glavne-ose i tačnost ključa konektora za polarizaciju-održavanje pasivnih optičkih komponenti.

Isti princip vrijedi i za kompletansklopovi optičkih kablova: geometrija konektora, orijentacija ose, rasterećenje naprezanja, usmjeravanje i testiranje postaju dio gotovog polarizacijskog{0}}lanca performansi.

Zašto mali gubitak spajanja ne znači nužno i dobre PM performanse

Spoj može izgledati odlično na konvencionalnom fuzionom spojniku i još uvijek imati slab učinak polarizacije. To je zato što gubitak umetanja i PER mjere različite načine kvara.

• Gubitak umetanjauglavnom pokazuje koliko se ukupna optička snaga gubi kroz spoj.
• PERpokazuje koliko snažno snaga ostaje koncentrisana u predviđenoj osi polarizacije u odnosu na ortogonalnu osu.

Mala greška rotacije može prenijeti snagu između dvije PM osi bez izazivanja velikog ukupnog-gubitka snage. Iz tog razloga, PM sklopovi bi trebali biti prihvaćeni prema konvencionalnim optičkim kriterijima i kriterijima{2}}specifičnim za polarizaciju gdje ih aplikacija zahtijeva.

Šta treba provjeriti nakon spajanja i povezivanja?

Praktični plan kvaliteta PM-vlakana bi trebao definirati uslove mjerenja prije početka proizvodnje. U najmanju ruku, specifikacija bi trebala navesti radnu talasnu dužinu, stanje lansiranja, potrebni PER, konvenciju osovine{2}}konektora i da li se zahtjev odnosi na pojedinačnu komponentu ili kompletan sklop.

Korisne stavke za provjeru mogu uključivati:

• gubitak umetanja na specificiranoj talasnoj dužini;
• omjer ekstinkcije polarizacije gotovog sklopa;
• orijentacija ključa-za-os za spojene proizvode;
• Postavke-osovi za spajanje ili validirane postavke programa za spajanje{1}};
• inspekcija krajnjeg{0}}obrta i čistoća konektora;
• ponovljivost nakon rukovanja, usmjeravanja ili izloženosti okolišu kada je to relevantno za primjenu.

Hengtong'sresurs za testiranje optičkih kablovapruža korisnu internu referencu za širu ulogu verifikacije u proizvodnji optičkih-kablova. Za PM proizvode, plan testiranja treba dodatno uključiti metriku polarizacije koju zahtijeva aplikacija.

Standardno jedno-modno vlakno u odnosu na PM vlakno: koje promjene u proizvodnji?

Praktični tok rada za sklopove PM vlakana

1. Definirajte optički zahtjev.Navedite talasnu dužinu, tip vlakna, ciljni PER, prihvatljiv gubitak umetanja, radno okruženje i dužinu sklopa.
2. Definirajte konvenciju osovine.Navedite da li ključ konektora ili druga mehanička referenca odgovara brzoj ili sporoj osi.
3. Koristite odgovarajuću metodu poravnanja.Odaberite opremu i programe za spajanje prikladne za određenu PM strukturu umjesto da pretpostavljate da jedna metoda snimanja radi za svaki dizajn.
4. Kontrolno rukovanje i rutiranje.Izbjegavajte nepotrebno naprezanje, čvrsto savijanje ili uvrtanje koji mogu zakomplicirati ponašanje polarizacije.
5. Provjeriti dovršen sklop.Izmjerite svojstva koja su bitna na nivou sistema, posebno PER kada je čistoća polarizacije funkcionalni zahtjev.
6. Zabilježite uslove.PER broj je mnogo korisniji kada se dokumentiraju talasna dužina, uvjeti lansiranja, oprema i testna konfiguracija.

Kako učinkovitije nabaviti PM vlakna ili sklop vlakana po mjeri

Za projekte osjetljive na polarizaciju-kupovina bi trebala biti vođena tehničkim specifikacijama, a ne generičkim zahtjevom za "visoko-kvalitetno PM vlakno." Prije narudžbe, zamolite dobavljača da potvrdi dizajn vlakna, radnu valnu dužinu, zahtjeve za-dužinu ili dvolomnost gdje je primjenjivo, tip konektora, osovinu-do-konvenciju, ciljni PER, ograničenje gubitka{6}}umetanja, zahtjeve za spajanje i izvještaj o ispitivanju accompa koji će

Ako projekat zahtijeva ne-standardnu ​​konstrukciju, Hengtongprilagođeni optički kablresurs je relevantna polazna tačka za diskusiju o dimenzijama, materijalima, konfiguraciji sklopa i zahtevima za testiranje. Za PM-specifičnu primjenu, važan sljedeći korak je da se inženjerskom timu daju zahtjevi za polarizaciju i{2}}usmjeravanje ose kako bi se prije proizvodnje mogli potvrditi kriteriji sposobnosti i prihvatljivosti.

Da biste razgovarali o specifikaciji projekta, crtežima, količini, konfiguraciji konektora ili zahtjevima za testiranje, koristite Hengtongovekontakt stranica.

Često postavljana pitanja o proizvodnji i spajanju PM vlakana

Da li se PM vlakna mogu spojiti standardnim fuzionim aparatom za spajanje?

Osnovni uređaj za spajanje može fizički spojiti staklo, ali to ne znači da može proizvesti visoko-PER PM spajanje. Ako mašina ne može da identifikuje i rotaciono poravna glavne ose sa dovoljnom preciznošću, spoj može imati prihvatljiv gubitak umetanja, ali loš omjer gašenja polarizacije. Potrebna oprema stoga zavisi od dizajna PM- vlakana i PER cilja.

Šta se događa ako su jezgre poravnate, ali PM osi nisu?

Neki parovi snage iz predviđene polarizacione ose u ortogonalnu osu. Ukupna prenesena snaga može ostati visoka, tako da obična mjerenja gubitaka{1}}mogu propustiti problem, dok PER degradira.

Koliko je odstupanje ose prihvatljivo?

Ne postoji jedinstven univerzalni ugao za svaki projekat. Dozvoljena greška zavisi od potrebnog sistema PER i od drugih izvora polarizacionog preslušavanja. U modelu samo za idealiziranu-grešku-os, otprilike 2 stepena neusklađenosti već odgovara PER granici blizu 29 dB. Pravi sklop može imati lošije rezultate jer se kombinuju višestruki izvori grešaka.

Šta označava ključ na PM konektoru?

Pruža mehaničku kutnu referencu koja se odnosi na jednu od glavnih osi vlakna. Tačna konvencija brze-ose ili spore{2}}ose mora biti definirana specifikacijom proizvoda; ne treba pretpostaviti bez dokumentacije.

Da li korištenje PM vlakana automatski jamči održavanje polarizacije?

Ne. PM vlakno obezbjeđuje dvolomni talasovod potreban za očuvanje polarizacije duž glavne ose, ali performanse sistema takođe zavise od lansirnog poravnanja, spojeva, konektora, savijanja i naprezanja, interfejsa komponenti i uslova merenja. Održavanje polarizacije je stoga rezultat na-nivou i sistemu-nivou, a ne samo na etiketi materijala.

Zaključak

Održavanje polarizacije{0}}održavanja vlakana je zahtjevnije jer dodaje drugi problem poravnanja običnim optičkim vlaknima: polarizacijske ose moraju ostati kontrolirane kao i optičko jezgro. Proizvodnja mora stvoriti stabilnu dvolomnu strukturu, spajanje mora očuvati orijentaciju ose, konektori moraju održavati definirani odnos ključ-prema-osi, a gotovi sklopovi trebaju biti testirani na PER pod određenim uvjetima.

Za inženjerske timove, praktična lekcija je jednostavna: nemojte procjenjivati ​​PM rješenje samo prema podacima o vlaknima ili gubitku spoja. Definirajte konvenciju osovine, kontrolirajte proces sklapanja i provjerite performanse polarizacije na nivou na kojem će se komponenta zapravo koristiti.