מבוא לקיטוב
כאשר האור עובר דרך נקודה בחלל, הכיוון והמשרעת של השדה החשמלי המתנודד עוברים לאורך נתיב לאורך זמן. וקטור שדה אלקטרומגנטי בזוית ישרה זה לזה בחתך רוחבי (מישור מאונך לכיוון ההתקדמות) מייצג אות גל אור מקוטב. הקיטוב מוגדר באמצעות וקטור השדה החשמלי כפונקציה של זמן, בהתאם לתבנית המתוארת על פני החתך. ניתן לחלק את הקיטוב לקיטוב ליניארי, אליפטי או מעגלי, כאשר הקיטוב ליניארי הוא הפשוט ביותר. קיטוב מכל סוג הוא בעיה בהעברת סיבים אופטיים.
כל מערכת תקשורת רדיו וסיבים אופטיים היא מכשיר המסוגל לנתח הפרעות בין שני סוגי גלי אור. איננו יכולים להשתמש במידע שניתן על ידי ההפרעה אלא אם האמפליטודות של השילובים נשארות יציבות לאורך זמן, כלומר, גלי האור נמצאים באותו מצב קיטוב. במקרה זה יש צורך להשתמש בסיבים אופטיים המסוגלים לשדר מצבי קיטוב יציבים. אז כדי לפתור את הבעיה הזו,סיבים אופטייםפותחו שיכולים לשמור על קיטוב.
מה זה סיבי PM?
פיזור הקיטוב של האור בסיב הופך ללא מבוקר (תלוי באורך הגל) ותלוי בכל כיפוף של הסיב וכן במצב הטמפרטורה. יש צורך בסיבים אופטיים מיוחדים כדי להשיג את התכונות האופטיות הרצויות, המושפעות מקיטוב האור כשהוא עובר דרך הסיב. למערכות רבות, כגון אינטרפרומטרים וחיישנים של סיבים, לייזרים סיבים ומאפננים אלקטרו-אופטיים, יש גם הפסדים תלויי קיטוב המשפיעים על ביצועי המערכת. ניתן לפתור בעיה זו באמצעות סיבים אופטיים מיוחדים הנקראים סיבי PM.
העיקרון של PM Fiber
אם הקיטוב של האור הנפלט לתוך הסיב הוא קואקסיאלי עם ציר שבירה דו-פעמית, הוא יישאר כך גם אם הסיב יהיה כפוף. על פי העיקרון של צימוד מצב אחיד, ניתן להבין את העיקרון הפיזיקלי מאחורי תופעה זו. בגלל תופעת השבירה הדו חזקה, קבועי ההתפשטות של שני מצבי הקיטוב שונים, כך שהמפגש היחסי של האופנים המעורבים נוטה להיסחף במהירות. לכן, כל עוד לכל הפרעה לאורך האור יש רכיב פורייה מרחבי יעיל (ומספר גל המתאים להבדל בין קבועי ההתפשטות של שני המצבים), ניתן להתאים אותה ביעילות לשני המצבים. אם ההפרש גדול מספיק, ההפרעה הכללית באור תשתנה בהדרגה ובאטיות כדי להשיג צימוד מצב יעיל. אז העיקרון של סיבי PM עושה מספיק הבדל.
בין היישומים הנפוצים ביותר של תקשורת סיבים אופטיים למרחקים ארוכים, סיב PM משמש להחדרת אור ממקום אחד למשנהו למצב של קיטוב ליניארי. על מנת להגיע לתוצאה זו יש לעמוד במספר תנאים. סיב הקלט חייב להיות מקוטב מאוד כדי להימנע משידור של מצבי ציר איטי וציר מהיר, שבהם מצב קיטוב הפלט אינו ניתן לחיזוי.
מאותה סיבה, השדה החשמלי בהסיב האופטיחייב להיות מיושר בצורה מדויקת ומדויקת עם הציר הראשי של סיב אופטי (שהוא בדרך כלל הציר האיטי בפרקטיקה התעשייתית). אם כבל נתיב סיבי PM מורכב מסיבים מפולחים המחוברים על ידי מחברי סיבים או חיבורי חיבור, התאמת סיבוב ומיקום הסיבים היא בעיה קריטית מאוד. בנוסף, יש להתקין את המחבר על סיב ה-PM, ובמהלך התקנת המחבר, הלחץ הפנימי שנוצר לא יגרום להקרנת השדה החשמלי על הציר האופטי שאינו בשימוש על הסיב.
יישומים של סיבי PM
סיבי PM משמשים באזורים שבהם סחיפת קיטוב אינה מותרת, כגון שינויי טמפרטורה. דוגמאות לכך הן אינטרפרומטרי סיבים וכמה לייזרים סיבים. החיסרון בשימוש בסיבים כאלה הוא שהם בדרך כלל דורשים כיוון מדויק של הקיטוב, מה שעלול לגרום לבעיות נוספות. יחד עם זאת, אובדן התפשטות גבוה יותר מזה של סיבים אופטיים סטנדרטיים, וקשה לשמור על כל סוגי הסיבים האופטיים בצורת שימור קיטוב.
סיבי PM משמשים ביישומים ספציפיים כגון יישומי חישת סיבים, אינטרפרומטריה וחלוקת מפתח קוונטי. הוא משמש גם בדרך כלל בתקשורת למרחקים ארוכים בין מחוללי לייזר ומאפננים, הדורשים אור מקוטב כקלט. הוא משמש לעתים רחוקות לשידור למרחקים ארוכים מכיוון שסיבי PM יקרים מאוד ויש לו הנחתה גבוהה יותר מאשר סיבים במצב יחיד.
דרישות לשימוש בסיבי PM
טרמינל: כאשר המסוף של סיב PM הוא מחבר אופטי, חשוב לחבר את מוט הלחץ למחבר, בדרך כלל באמצעות מפתח.
שחבור: גם שחבור סיבי PM צריך להיעשות בזהירות רבה. כאשר הסיב מותך, צירי X, Y ו-Z צריכים להיות ממוקמים היטב ומיקום הסיבוב חייב להיות ממוקם היטב כך שניתן יהיה למקם את מוט הלחץ במדויק.
דרישה נוספת היא שמצב האירוע בקצה הסיב חייב להיות עקבי עם כיוון הציר הראשי הרוחבי שלהסיביםצומת.
