מבוא לקיטוב
כשהאור עובר דרך נקודה בחלל, הכיוון והמשרעת של השדה החשמלי המתנדנד נע לאורך שביל לאורך זמן. וקטור שדה אלקטרומגנטי בזוויות ישרות זו לזו בחלק רוחבי (מישור בניצב לכיוון ההתקדמות) מייצג אות גל אור מקוטב. הקיטוב מוגדר באמצעות וקטור השדה החשמלי כפונקציה של זמן, בהתאם לתבנית הניחוצה. קיטוב יכול להיות מחולק קיטוב ליניארי, אליפטי או מעגלי, אשר קיטוב ליניארי הוא הפשוט ביותר. קיטוב מכל סוג שהוא הוא בעיה בהעברת סיבים אופטיים.
כל תקשורת רדיו ומערכת מדידה של סיבים אופטיים היא מכשיר המסוגל לנתח הפרעות בין שני סוגים של גלי אור. אנחנו לא יכולים להשתמש במידע שניתן על ידי ההפרעה אלא אם כן המשרעת של השילובים להישאר יציב לאורך זמן, כל כך, גלי האור נמצאים באותו מצב קיטוב. במקרה זה יש צורך להשתמש בסיבים אופטיים המסוגלים לשדר מצבי קיטוב יציבים. אז כדי לפתור את הבעיה הזאת, סיבים אופטיים שיכולים לשמור על קיטוב פותחו.
מהו סיבי PM?
פיזור הקיטוב של האור בסיבים הופך ללא מבוקר (תלוי באורך הגל) ותלוי בכל כיפוף של הסיבים, כמו גם מצב הטמפרטורה. סיבים אופטיים מיוחדים נדרשים כדי להשיג את המאפיינים האופטיים הרצויים, אשר מושפעים קיטוב של אור כפי שהוא עובר דרך הסיבים. מערכות רבות, כגון אינטרפרומטרים וחיישנים של סיבים, לייזרים סיבים ואפננים אלקטרו-אופטיים, כוללות גם הפסדים תלויי קיטוב המשפיעים על ביצועי המערכת. ניתן לפתור בעיה זו באמצעות סיבים אופטיים מיוחדים הנקראים סיבי PM.
עקרון סיבי PM
אם הקיטוב של האור הנפלט לתוך הסיבים הוא קואקסיאלי עם ציר birefringence, זה יישאר כך גם אם הסיבים כפופים. על פי עקרון צימוד מצב אחיד, ניתן להבין את העיקרון הפיזיקלי מאחורי תופעה זו. בשל תופעת ההתנתקות החזקה, קבועי ההפצה של שני מצבי הקיטוב שונים, כך שההתכנסות היחסית של המצבים המעורבים נוטה להיסחף במהירות. לכן, כל עוד כל הפרעה לאורך האור יש רכיב פורייה מרחבי יעיל (ומספר גל המתאים להבדל בין קבועי ההפצה של שני המצבים), זה יכול להיות תואם ביעילות לשני המצבים. אם ההבדל גדול מספיק, ההפרעה הכללית באור תשתנה בהדרגה ולאט כדי להשיג צימוד מצב יעיל. אז העיקרון של סיבי PM עושה מספיק הבדל.
בין היישומים הנפוצים ביותר של תקשורת למרחקים ארוכים סיבים אופטיים, סיבי PM משמש כדי להציג אור ממקום אחד למקומו למצב של קיטוב ליניארי. כדי להשיג תוצאה זו, יש לעמוד במספר תנאים. סיבי הקלט חייבים להיות מקוטבים מאוד כדי להימנע מהעברת ציר איטי ו מצבי ציר מהירים, שבהם מצב קיטוב הפלט אינו צפוי.
מאותה סיבה, יש ליישר את השדה החשמלי בסיבים האופטיים בדיוק ובמדויק עם הציר הראשי של סיב אופטי (שהוא בדרך כלל הציר האיטי בתעשייה). אם כבל נתיב הסיבים של PM מורכב סיבים מפולחים המחוברים באמצעות מחברי סיבים או מפרקים שחבורים, סיבוב סיבים תואמים ומיקום היא בעיה קריטית מאוד. בנוסף, יש להתקין את המחבר בסיבים של PM, ובמהלך התקנת המחבר, הלחץ הפנימי שנוצר לא יגרום להקרין את השדה החשמלי על הציר האופטי שלא נעשה בו שימוש בסיבים.
יישומים של סיבי PM
סיבי PM משמשים באזורים שבהם סחיפה קיטוב אינה מותרת, כגון שינויי טמפרטורה. דוגמאות לכך הן אינטרפרומטרים סיבים וכמה לייזרים סיבים. החיסרון של שימוש בסיבים כאלה הוא שהם בדרך כלל דורשים אוריינטציה מדויקת של הקיטוב, אשר יכול לגרום לצרות נוספות. במקביל, אובדן ההתפשטות גבוה מזה של סיבים אופטיים סטנדרטיים, וקשה לשמור על כל סוגי הסיבים האופטיים בצורת קיטוב.
סיבי PM משמשים ביישומים ספציפיים כגון יישומי חישת סיבים, אינטרפרומטריה והפצת מפתח קוונטי. הוא משמש גם בתקשורת למרחקים ארוכים בין גנרטורי לייזר ואפננים, הדורשים אור מקוטב כקלט. הוא משמש לעתים נדירות לשידור למרחקים ארוכים כי סיבי PM הוא יקר מאוד ויש לו היסוס גבוה יותר מאשר סיבים במצב יחיד.
דרישות לשימוש בסיבים PM
מסוף: כאשר המסוף של סיבי PM הוא מחבר אופטי, חשוב לחבר את מוט הלחץ למחבר, בדרך כלל באמצעות מפתח.
שחבור: שחבור סיבי PM צריך להיעשות גם בזהירות רבה. כאשר הסיבים מותכים, צירי X, Y ו-Z צריכים להיות ממוקמים היטב ומיקום הסיבוב חייב להיות ממוקם היטב כך שניתן יהיה למקם את סרגל הלחץ במדויק.
דרישה נוספת היא שמצב האירוע בסוף הסיב חייב להיות עקבי עם הכיוון של הציר הראשי הרוחבי של חתך הסיבים.
