保偏光纖要如何保偏

更新時(shí)間：2021-03-31

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保偏光纖由于纖芯的強(qiáng)雙折射形成快慢兩條正交軸，沿快軸偏振的光比沿慢軸偏振的光具有更小的折射率，所以傳播速度更快。

雖名保偏光纖，但這是有條件的保偏：輸入必須是線偏振光，并且偏振方向沿快軸或慢軸，輸出才能保持原偏振態(tài)。如果只是線偏振光但不沿快軸或慢軸偏振，那么輸出橢圓偏振光。而且，這種橢圓偏振態(tài)受整個(gè)光纖長(zhǎng)度上溫度和應(yīng)力變化的影響，所以不穩(wěn)定并無(wú)法預(yù)測(cè)。

保偏光纖 vs. 波片
保偏光纖和波片都有快軸和慢軸，所以?xún)烧哂邢嗤ㄖ?。如果線偏振光沿慢軸或快軸偏振，那么保偏光纖和波片都能保持偏振態(tài)。如果入射光在兩軸的分量都不為零，那么保偏光纖和波片都不能保持偏振態(tài)。
雖然保偏光纖和波片都是通過(guò)快慢軸的相位延遲改變偏振，但是保偏光纖也不能用作波片，因?yàn)檎麄€(gè)光纖長(zhǎng)度上的溫度和應(yīng)力變化時(shí)，保偏光纖的延遲將產(chǎn)生無(wú)法預(yù)測(cè)的波動(dòng)。

測(cè)量輸出偏振態(tài)
我們?cè)诒Ｆ饫w跳線中輸入線偏振光，偏振方向繞光軸任意旋轉(zhuǎn)，然后測(cè)量輸出偏振態(tài)，所有結(jié)果顯示在下圖的邦加球上，從中可以看出輸出橢圓偏振光的變化趨勢(shì)。黑色箭頭指向兩個(gè)保偏點(diǎn)，即，輸入偏振方向沿快軸或慢軸時(shí)輸出保持相同線偏振的點(diǎn)。所有其它點(diǎn)表示輸入偏振方向不沿快軸或慢軸時(shí)輸出的橢圓偏振。
隨著輸入偏振方向旋轉(zhuǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)在邦加球上畫(huà)出一條跡線。因?yàn)槊啃D(zhuǎn)一圈改變光纖溫度，在不同的溫度下得到一組不同的橢圓偏振，因此所有跡線都不重疊。但是，不管溫度如何變化，所有跡線都通過(guò)箭頭所指的兩個(gè)點(diǎn)。這恰恰說(shuō)明，如果輸入線偏振方向和快軸或慢軸*平行，輸出偏振態(tài)對(duì)溫度和施加應(yīng)力的變化不敏感。
由于保偏光纖在特定偏振態(tài)下的穩(wěn)定性能，不像單模光纖一樣隨溫度或彎曲變化產(chǎn)生偏振漂移，因此保偏光纖器件能夠提供更穩(wěn)定的工作。雖然生產(chǎn)過(guò)程更為復(fù)雜，但是產(chǎn)品穩(wěn)定性是一個(gè)非常重要的加分項(xiàng)

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