Vlakno koje održava polarizaciju ovisi o valnoj duljini.Promjena valne duljine utječe više od optičke frekvencije. Mijenja se gdje vlakno radi u odnosu na prekid, kako osnovni mod zauzima jezgru i omotač, promjer polja moda, duljinu otkucaja polarizacije, odziv na savijanje, prigušenje i koliko dobro se vlakno spaja ili spaja sa sljedećom komponentom.
Imena kao što su PM980, PM1060 i PM1550 stoga su korisne oznake obitelji proizvoda, ali nisu čvrste spektralne granice. Coherentova trenutna specifikacija PM980-XP, na primjer, navodi radnu valnu duljinu od 970–1550 nm iako je vlakno optimizirano oko 980 nm. Njegova objavljena specifikacija također daje graničnu vrijednost od 920 ± 50 nm i promjer polja moda od 6,6 ± 0,5 µm na 980 nm.Coherentova specifikacija PM980-XPdaje trenutne vrijednosti. :contentReference[oaicite:6]{index=6}
Stoga je praktično pitanje jesu li odabrana vlakna igotova optička komponentazadovoljiti zahtjeve na stvarnoj radnoj valnoj duljini. Za širi uvod u samu strukturu vlakana, FOCCpregled vlakana koja održavaju polarizacijupokriva osnovni PM princip, dok se ovaj vodič usredotočuje na ovisnost o valnoj duljini.
Brzi odgovor: Što se mijenja kada se promijeni valna duljina PM vlakna?
| Parametar | Zašto je valna duljina važna |
|---|---|
| Granična valna duljina | Određuje radi li vlakno u predviđenom režimu jednog moda |
| Promjer polja moda | Mijenja optičko spajanje i kompatibilnost spajanja |
| Duljina takta | Evolucija faze polarizacije ovisi o valnoj duljini i dvolomu |
| Prigušenje | Specifikacije gubitaka vrijede za navedene valne duljine ispitivanja, a ne univerzalno |
| Osjetljivost na savijanje | Ograničenje moda i gubitak na makrosvoju mijenjaju se u rasponu upotrebljivih valnih duljina |
| PER i performanse komponente | Gotove sklopove treba provjeriti prema stvarnim uvjetima valne duljine, lansiranja i poravnanja |
Thorlabs opisuje upotrebljivo spektralno područje konvencionalnog jednomodnog vlakna u odnosu na prekid i rub savijanja dugih valnih duljina, dok njegova dokumentacija za PM vlakna tretira promjer polja moda i duljinu otkucaja kao specifikacije relevantne za valne duljine. :contentReference[oaicite:7]{index=7}
Zašto je PM vlakno specifično za valnu duljinu
Isključivanje i rad u jednom modu
Konvencionalno jednomodno vlakno ima granicu ispod koje može biti podržan dodatni vođeni prostorni način. To čini cutoff jednim od prvih polja za provjeru kada se vlakno dizajnirano za jedno područje valne duljine razmatra za drugo. Thorlabs opisuje jednomodni raspon valnih duljina koji leži između presjeka vlakna i njegovog dugog valnog ruba savijanja. :contentReference[oaicite:8]{index=8}
Za PM sustav ovo je posebno važno jer se očuvanje polarizacije obično specificira za određeni vođeni način rada i stanje lansiranja. Vlakno od 1550 nm ne treba tretirati kao valjano rješenje za PM od 980 nm samo zato što mjerač optičke snage pokazuje da nešto svjetla dopire do udaljenog kraja.
Strukturni dizajn također je bitan. PANDA i Bow-Tie vlakna koriste različite geometrije naprezanja za stvaranje dvoloma; FOCC-oviUsporedba PANDA i leptir mašna PM vlakanaposebno pokriva to građevinsko pitanje.
Zašto se promjer polja moda mijenja s valnom duljinom
Promjer polja moda, ili MFD, opisuje poprečni opseg osnovnog optičkog moda, a ne samo fizički promjer jezgre. U danom vlaknu s indeksom koraka, odnos između valne duljine, veličine jezgre, numeričke aperture i normalizirane frekvencije mijenja se s promjenom valne duljine. Optičko polje stoga nema potpuno istu prostornu raspodjelu na svakoj valnoj duljini.
Kako se radna valna duljina pomiče prema manje ograničenom kraju upotrebljivog raspona vlakna, vođeni način rada može se proširiti dalje u omotač. Točan MFD trend ovisi o geometriji jezgre vlakna, profilu indeksa loma i NA, pa ga treba uzeti iz relevantne specifikacije ili mjerenja, a ne zaključivati samo na temelju promjera jezgre. Thorlabsove smjernice za MFD na sličan način naglašavaju da spajanje u jednomodno vlakno ovisi o usklađivanju vođenog načina rada, a ne jednostavnom usklađivanju s fizičkom jezgrom. :contentReference[oaicite:9]{index=9}
Ovo postaje važno kod fuzijskih spojeva, laserskih pigtailova, modulatora, spojnica i sučelja za spajanje slobodnog prostora. Rotacijski savršeni spoj PM-osi još uvijek može imati nepotrebne optičke gubitke ako su dva polja načina rada loše usklađena.
Valna duljina također mijenja osjetljivost na savijanje
Ograničenje načina je također dio problema savijanja i gubitka. Kako vođeno polje postaje manje ograničeno, savijanje može omogućiti više optičke snage da zrači iz valovoda. Ovo je jedan od razloga zašto proizvođači vlakana definiraju rub savijanja dugih valnih duljina umjesto da pretpostavljaju da vlakno ostaje jednako tolerantno na isti promjer zavojnice kroz sve valne duljine koje može odašiljati. :contentReference[oaicite:10]{index=10}
Za zamotane PM sklopove, kompaktne module, žiroskope i zapakirane fotonske komponente, radijus savijanja treba stoga provjeriti pod stvarnom valnom duljinom i uvjetima pakiranja, a ne kopirati iz nepovezane obitelji vlakana.
Duljina otkucaja također ovisi o valnoj duljini
PM vlakno se oslanja na dvolom: efektivni indeksi loma duž dvije glavne polarizacijske osi su različiti. Za fazni dvolom, odnos otkucaja i duljine može se napisati kao:
LB = λ / Δn
gdje je λ optička valna duljina, a Δn efektivna dvolomnost između glavnih osi. Fibercore definira duljinu otkucaja kao udaljenost preko koje se razvija relativni fazni pomak od 2π i izričito napominje da duljina otkucaja ovisi o valnoj duljini.Fibercoreova referenca duljine otkucajadaje temeljno objašnjenje. :contentReference[oaicite:11]{index=11}
Jednadžba se ne bi trebala koristiti kao slijepo pravilo pretvorbe. Sam izraz dvoloma može varirati s valnom duljinom, tako da se vrijednost duljine otkucaja izmjerena na 633 nm ne bi trebala automatski množiti s 1550/633 i predstavljati kao zajamčena vrijednost od 1550 nm.
Ovo je posebno važno kada se uspoređuju podatkovne tablice. Fibercoreova trenutna obitelj Telecoms PM Fiber, na primjer, navodi duljinu otkucaja na 633 nm iako su HB980T, HB1250T, HB1480T i HB1500T dizajnirani za mnogo duže radne valne duljine. :contentReference[oaicite:12]{index=12}
980 vs 1060 vs 1550 nm PM vlakno
| Područje valne duljine | Uobičajeni PM kontekst | Važna pitanja o odabiru |
|---|---|---|
| Oko 980 nm | Pumpne diode, EDFA pumpni putevi, pumpni pigtails, odabrani laserski sustavi | Cutoff, MFD na 980 nm, spoj pumpe/aktivnog vlakna, PER i optička snaga |
| Oko 1060/1064 nm | Yb laserski sustavi, isporuka snopa od 1 µm, senzori, modulatori i laboratorijska fotonika | MFD odgovara aktivnom vlaknu, kvalificiranom rasponu valne duljine, PER-u, uvjetima savijanja i rukovanju snagom |
| Oko 1550 nm | Telekomunikacijska fotonika, koherentna optika, interferometrija, FOG i optički senzori | Raspon niskih gubitaka, MFD, PER, povratni gubitak konektora i kvalifikacija svake pasivne komponente |
Tablica opisuje uobičajene kontekste dizajna, a ne univerzalna pravila. Različita PM vlakna mogu se spektralno preklapati, a upotrebljivi raspon gotovog kabela, spojnice, premaza ili izolatora može biti uži od golog vlakna.
PM vlakno Oko 980 nm
Područje od 980 nm uobičajeno je u arhitekturama optičkog pumpanja i pojačala. Fibercoreovo trenutno telekomunikacijsko PM vlakno HB980T specificirano je za rad na 980–1310 nm i među svojim tipičnim primjenama navodi pigtaile s pumpnom diodom i vlaknasta pojačala dopirana erbijem. Njegova trenutna stranica također navodi MFD na 980 nm i izvještava o duljini otkucaja koristeći referentno mjerenje od 633 nm.Fibercore HB980T specifikacijepružiti trenutne podatke. :contentReference[oaicite:13]{index=13}
Kada procjenjujete dizajn od 980 nm, usporedite granicu vlakna, MFD, prigušenje, valnu duljinu ispitivanja duljine otkucaja, potrebnu PER, optičku snagu i cilj spajanja. FOCC-oviPM FC/APC patch kabelirelevantni su kada dizajn također zahtijeva PM konektor s ključem i definirano poravnanje osi.
PM vlakno Oko 1060 i 1064 nm
1060 nm i 1064 nm često se razmatraju unutar iste opće rasprave o dizajnu PM vlakana od 1 µm, ali odabrana komponenta ipak mora pokriti stvarni spektar izvora. Fibercoreova trenutna standardna obitelj PM vlakana identificira HB1000 kao PM vlakno za valne duljine iznad područja od približno 1 µm i navodi ga uz obitelji specifične valne duljine koje se protežu kroz 1550 nm.Standardna obitelj Fibercore PM Fiberpruža trenutnu usporedbu obitelji. :contentReference[oaicite:14]{index=14}
Za Yb-dopirani ili drugi laserski sustav od 1 µm, problem odabira obično je širi od "propušta li vlakno 1064 nm?" Pasivni PM pigtail možda će trebati spojiti s aktivnim vlaknom, pumpnim kombinatorom, rešetkastim dijelom ili drugim vlaknom za isporuku. MFD i NA stoga utječu na usklađivanje optičkog moda, dok poravnanje osi određuje odnos polarizacije preko spoja.
Snaga i pakiranje također mogu postati važniji u isporuci lasera nego u laboratorijskom kratkospojniku male snage. Vlakno, konektor, premaz, spoj i gotovi sklop trebali bi biti kvalificirani za očekivanu optičku snagu, a ne zaključivati o mogućnosti napajanja samo na temelju kompatibilnosti valnih duljina.
Ako se vrste konektora razlikuju između instrumenata, FOCCPM hibridni patch kabelipružaju relevantan primjer zašto se valna duljina, tip vlakna, tipka konektora i dva krajnja sučelja moraju specificirati zajedno.
PM vlakno Oko 1550 nm
Na 1550 nm, PM vlakno naširoko se koristi u telekom fotonici, interferometriji, koherentnoj detekciji, optičkom senzoru, žiroskopima i laserskim sustavima uske širine linije. Fibercoreova trenutna standardna obitelj PM identificira HB1500 za valne duljine iznad 1520 nm, dok njegova telekom obitelj uključuje HB1500T varijante za 1520–1650 nm. :contentReference[oaicite:15]{index=15}
Odabir još uvijek ovisi o više od valne duljine. Inženjeri bi trebali provjeriti MFD, prigušenje na navedenoj ispitnoj valnoj duljini, uvjete savijanja, PER, orijentaciju konektora, zahtjeve povratnog gubitka i raspon valnih duljina svake komponente spojene na PM vlakno.
Za gotove kabelske sklopove, FOCCpatch kabel koji održava polarizacijuasortiman pruža širi kontekst proizvoda, dokOdabir spojnog kabela od PM vlakanabavi se FC, SC, LC i srodnim odlukama o konektorima bez dupliciranja rasprave o valnim duljinama ovdje.
Može li isto PM vlakno raditi na više od jedne valne duljine?
Da, u nekim slučajevima. PM980-XP je koristan primjer jer Coherent trenutno specificira golo vlakno za 970-1550 nm iako su ključni parametri kao što su MFD, atenuacija, cutoff i duljina otkucaja dati oko projektne točke od 980 nm. :contentReference[oaicite:16]{index=16}
To dovodi do dva odvojena kvalifikacijska pitanja:
- Može li golo vlakno voditi potrebnu valnu duljinu unutar navedenog radnog raspona?
- Je li gotova PM komponenta kvalificirana za tu valnu duljinu?
Patch kabel može uključivati poravnanje konektora, poliranje, AR premaze, mehaničko pakiranje ili druge značajke čija izvedba valne duljine nije identična onoj ispod golog vlakna. Thorlabsova dokumentacija PM kabela s AR premazom, na primjer, izričito razlikuje navedeni raspon AR premaza od osnovnog raspona vlakana. :contentReference[oaicite:17]{index=17}
Isti princip vrijedi i za FOCCAR-obloženi PM patch kabeli: vlakno i premaz su zasebni elementi ovisni o valnoj duljini u gotovom optičkom putu.
Valna duljina je važna pri spajanju PM vlakana
PM spajanje ima dva različita problema s poravnavanjem. Prvi je rotacijski: brza ili spora os jednog vlakna mora biti poravnata s predviđenom osi sljedećeg vlakna. Drugi je usklađivanje optičkog načina rada.
Ako dva PM vlakna imaju značajno različita modna polja na radnoj valnoj duljini, spoj može biti dobro poravnat u polarizaciji i još uvijek dovodi do nepotrebnog gubitka spoja. Zbog toga je MFD na stvarnoj valnoj duljini sustava obično informativniji od jednostavne usporedbe promjera jezgre.
Ovo je važno pri spajanju PM pasivnog vlakna s Yb-dopiranim vlaknom, laserskim pigtailovima, modulatorskim pigtailovima, stazama pumpe ili PM vlaknima optimiziranim za različita spektralna područja. Kada se koriste konektorski dijelovi umjesto izravnog spajanja, ključanje osi postaje još jedan dio sustava. FOCC-oviFC/PC sklop vlakana za održavanje polarizacijejedan je primjer ključnog PM sučelja navedenog u trenutnoj strukturi proizvoda.
Dual-Wavelength Systems: 980 nm Pump and 1550 nm Signal
Sustav dvostruke valne duljine čini razliku između kvalifikacije vlakana i kvalifikacije komponenti posebno jasnom. A simplified architecture might contain:
980 nm pumpa + 1550 nm signal → PM WDM / stupanj spajanja → PM optička sekcija
Čak i ako jedno PM vlakno može voditi obje valne duljine, WDM, spojnica, izolator, premaz, sučelje konektora, putanja detektora i specifikacija polarizacije i dalje se moraju provjeriti na valnim duljinama koje stvarno prenose.
FOCC-ovifilter/spojnica za održavanje polarizacijeilustrira zašto komponenta selektivne valne duljine treba vlastitu specifikaciju. Isti sustav također može koristitiASE širokopojasni izvor svjetlostiiliSLD širokopojasni izvor, u kojem slučaju kompletan spektar izvora postaje važniji od jedne nazivne valne duljine.
Kako odabrati PM vlakno prema valnoj duljini
| Provjeriti | Što navesti | Zašto je važno |
|---|---|---|
| Izvorni spektar | Središnja valna duljina i puni radni pojas | Podesivi ili širokopojasni izvori ne mogu se predstaviti jednim nominalnim brojem |
| Cutoff | Proizvođač specificirao granicu ili jednomodni raspon | Najkraća valna duljina mora ostati u predviđenom modalnom režimu |
| Vrijednosti relevantne za radnu valnu duljinu | Kontrolira kompatibilnost spajanja i spajanja | |
| Duljina takta | Vrijednost zajedno s valnom duljinom mjerenja | Sprječava nevažeću usporedbu unakrsnih valnih duljina |
| Prigušenje | Gubitak na specificiranoj ispitnoj valnoj duljini | Gubitak na jednoj valnoj duljini ne treba pretpostaviti na drugoj |
| Polarizacija | Brza/spora os, ciljani PER, ključanje konektora | Definira stvarni zahtjev za performanse PM-a |
| Cilj spajanja | Obitelj vlakana, MFD, NA i orijentacija osi | Mali gubici spoja i dobro poravnanje polarizacije zasebni su zahtjevi |
| Savijte i pakirajte | Stvarni promjer zavojnice i uvjeti usmjeravanja | Odziv na savijanje mijenja se s valnom duljinom i ograničenjem |
| Gotova komponenta | Kvalificirani asortiman spojnica, premaza, izolatora i konektora | Sklop može biti spektralno uži od golog vlakna |
Testirajte PER na valnoj duljini koja je važna
PER se ne smije kopirati s jedne valne duljine ili jednog sklopa i tretirati ga kao dokaz drugog radnog stanja. Izmjereni rezultat ovisi o poravnanju pokretanja, točnosti ključa konektora, rotaciji spoja, naprezanju, zavojima, duljini vlakana i postavkama optičkog ispitivanja.
Sustav od 980 nm je stoga bolje podržan rezultatom PER dobivenim pod relevantnim uvjetima od 980 nm nego nepovezanim izvješćem od 1550 nm. Za kvalifikaciju dobavljača, izvješće o ispitivanju treba identificirati ispitnu valnu duljinu, vrstu vlakna, duljinu kabela, konfiguraciju konektora, konvenciju osi, uneseni gubitak, PER i relevantne uvjete postavljanja.
FOCC-oviispitivač omjera polarizacije ekstinkcijeiPlatforma za testiranje PM uređajaizravno su relevantni kada je potrebno provjeriti gotov sklop, a ne samo golo vlakno.
Uobičajene pogreške u valnim duljinama PM vlakana
| Pogreška | Zašto uzrokuje probleme |
|---|---|
| Odabir samo između imena obitelji PM980 ili PM1550 | Prezime ne definira svaki parametar ovisan o valnoj duljini |
| Ignoriranje prekida | Vlakno može pasti izvan predviđenog režima prostornog načina rada |
| Uspoređivanje duljine otkucaja bez njegove ispitne valne duljine | Duljina otkucaja ovisi o valnoj duljini i ne može se pouzdano usporediti bez referentne valne duljine |
| Spajanje samo po promjeru jezgre | Polja optičkog načina i dalje mogu biti neusklađena |
| Pod pretpostavkom da kompletan sklop pokriva cijeli raspon golog vlakna | Premazi, WDM, spojnice i druge komponente mogu imati uže kvalificirane pojasne širine |
| Testiranje PER-a na nepovezanoj valnoj duljini | Rezultat možda neće predstavljati stvarno stanje sustava |
FAQ
P: Je li PM980 vlakno samo za 980 nm?
O: Ne. Ovisi o specifičnom vlaknu. Coherent trenutno specificira PM980-XP za 970-1550 nm, iako je nekoliko optičkih parametara specificirano na 980 nm jer je to njegovo glavno projektirano područje. :contentReference[oaicite:18]{index=18}
P: Može li se PM980 vlakno koristiti na 1064 nm?
O: Može kada su odabrano vlakno i gotovi sklop kvalificirani na 1064 nm. Radni raspon, MFD, PER zahtjev, cilj spajanja, napajanje, konektor i druge komponente i dalje se moraju provjeriti.
P: Je li 1060 nm PM vlakno isto što i 1064 nm PM vlakno?
O: Ne automatski. Često su pokriveni istom obitelji vlakana od 1 µm, ali stvarni radni raspon mora uključivati valnu duljinu i propusnost lasera. Fibercoreov trenutni standardni PM raspon uključuje HB1000 obitelj namijenjenu području od 1 µm. :contentReference[oaicite:19]{index=19}
P: Može li se PM1550 vlakno koristiti na 980 nm?
O: Ne treba pretpostavljati. Vlakno optimizirano za područje od 1550 nm može biti ispod predviđenog graničnog režima na 980 nm. Prvo provjerite graničnu vrijednost i radni raspon proizvođača.
P: Mogu li izračunati duljinu otkucaja od 1550 nm izravno iz vrijednosti podatkovne tablice od 633 nm?
O: Samo kao gruba konceptualna procjena pod pojednostavljenim pretpostavkama. Budući da sama dvolomnost može varirati s valnom duljinom, jednostavan omjer valne duljine ne bi se trebao predstavljati kao zajamčena duljina otkucaja na drugoj valnoj duljini. :contentReference[oaicite:20]{index=20}
P: Može li jedan PM kabel nositi i 980 nm i 1550 nm?
O: Potencijalno, ako su golo vlakno i kompletan sklop kabela kvalificirani za obje valne duljine. Povezani WDM, spojnica, izolator, premaz, konektori i zahtjevi za polarizaciju također se moraju provjeriti neovisno.
Konačno inženjersko pravilo
PM980, PM1060 i PM1550 korisne su početne oznake, a ne potpune tehničke specifikacije. Pouzdana odluka o valnim duljinama počinje s prekidom i stvarnim spektrom izvora, zatim provjerava MFD, prigušenje, referentnu valnu duljinu otkucaja, zahtjeve za polarizacijom, kompatibilnost spoja i uvjete savijanja.
Zadnja provjera je završena optička staza. Golo PM vlakno može pokrivati široki raspon valnih duljina, dok spojnica, premaz, konektorski sklop ili druga komponenta pokrivaju samo dio toga.
FOCC je širiasortiman proizvoda za održavanje polarizacijemože se koristiti za usporedbu povezanih PM komponenti. Za sklop specifičan za valne duljine, navedite izvornu valnu duljinu i propusnost, vrstu PM vlakna, MFD ili cilj spajanja, potrebnu os, PER, konfiguraciju konektora, duljinu, optičku snagu i zahtjeve za ispitivanje putemFOCC stranica za upite.
