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保偏光纤要如何保偏

发布时间:2021-03-31浏览:136次
   保偏光纤由于纤芯的强双折射形成快慢两条正交轴,沿快轴偏振的光比沿慢轴偏振的光具有更小的折射率,所以传播速度更快。


   虽名保偏光纤,但这是有条件的保偏:输入必须是线偏振光,并且偏振方向沿快轴或慢轴,输出才能保持原偏振态。如果只是线偏振光但不沿快轴或慢轴偏振,那么输出椭圆偏振光。而且,这种椭圆偏振态受整个光纤长度上温度和应力变化的影响,所以不稳定并无法预测。

   保偏光纤 vs. 波片
   保偏光纤和波片都有快轴和慢轴,所以两者有相通之处。如果线偏振光沿慢轴或快轴偏振,那么保偏光纤和波片都能保持偏振态。如果入射光在两轴的分量都不为零,那么保偏光纤和波片都不能保持偏振态。
   虽然保偏光纤和波片都是通过快慢轴的相位延迟改变偏振,但是保偏光纤也不能用作波片,因为整个光纤长度上的温度和应力变化时,保偏光纤的延迟将产生无法预测的波动。
   
   测量输出偏振态

   我们在保偏光纤跳线中输入线偏振光,偏振方向绕光轴任意旋转,然后测量输出偏振态,所有结果显示在下图的邦加球上,从中可以看出输出椭圆偏振光的变化趋势。黑色箭头指向两个保偏点,即,输入偏振方向沿快轴或慢轴时输出保持相同线偏振的点。所有其它点表示输入偏振方向不沿快轴或慢轴时输出的椭圆偏振。
   随着输入偏振方向旋转,测量数据在邦加球上画出一条迹线。因为每旋转一圈改变光纤温度,在不同的温度下得到一组不同的椭圆偏振,因此所有迹线都不重叠。但是,不管温度如何变化,所有迹线都通过箭头所指的两个点。这恰恰说明,如果输入线偏振方向和快轴或慢轴完全平行,输出偏振态对温度和施加应力的变化不敏感。
   由于保偏光纤在特定偏振态下的稳定性能,不像单模光纤一样随温度或弯曲变化产生偏振漂移,因此保偏光纤器件能够提供更稳定的工作。虽然生产过程更为复杂,但是产品稳定性是一个非常重要的加分项

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