Polarisationserhaltende optische Faser: Der „Polarstern“ der Welt der optischen Kommunikation, der optische Wächter, der den Polarisationszustand schützt.
In der Welt der Präzisionsoptik ist der Polarisationszustand von Lichtwellen wie ein Kompass bei der Navigation, und seine Stabilität bestimmt direkt die Genauigkeit des gesamten Systems. Polarisationserhaltende optische Fasern als „Zaubernadel“, die diese Stabilität sichert, bieten mit ihren einzigartigen technischen Eigenschaften einen zuverlässigen Polarisationsschutz für optische High-End-Systeme.
Im Gegensatz zu herkömmlichen optischen Kommunikationsfasern erzeugen polarisationserhaltende Fasern einen permanenten Doppelbrechungseffekt, indem sie spezielle Spannungszonen auf beiden Seiten des Faserkerns einführen. Dieses ausgeklügelte Design hält die beiden orthogonalen Polarisationsmoden in der Faser stabil und unterdrückt effektiv die Kopplung zwischen den Moden. Es ist so, als würde man spezielle „zweispurige Straßen“ für Lichtwellen anlegen, die es Lichtsignalen unterschiedlicher Polarisationszustände ermöglichen, sich unabhängig voneinander zu bewegen, ohne sich gegenseitig zu stören. Derzeit erreichen die gängigen polarisationserhaltenden Fasern vom Typ „Panda“ und „Fliege“ durch unterschiedliche geometrische Strukturdesigns eine hervorragende polarisationserhaltende Leistung. Unter ihnen zeichnet sich die Faser vom Typ Panda-mit ihrer symmetrischen Struktur und stabilen Leistung durch eine leistungsstarke Laserübertragung aus; während die Bowtie-Faser mit ihrem höheren Doppelbrechungskoeffizienten einzigartige Vorteile im Sensorbereich aufweist.
In faseroptischen Gyroskopen bilden polarisationserhaltende Fasern die Kernerfassungsschleife des Systems und ihre stabilen Polarisationseigenschaften gewährleisten die Navigationsgenauigkeit. Im Bereich der Quantenkommunikation transportieren polarisationserhaltende Fasern fragile Quantenzustände und gewährleisten so die Informationssicherheit. Bei der Hochleistungslaserbearbeitung behalten sie die Polarisationseigenschaften von Lasern bei und sorgen so für eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität. Insbesondere in kohärenten optischen Kommunikationssystemen lösen polarisationserhaltende Fasern das Problem zufälliger Änderungen der Polarisationszustände in herkömmlichen Fasern und bieten eine stabile optische Signalübertragungsumgebung für Hochgeschwindigkeitsübertragungssysteme mit 100 G und mehr. In verteilten Glasfaser-Sensornetzwerken erreichen sie eine präzisere Signalerkennung und bieten technische Unterstützung für die Überwachung der Infrastruktursicherheit.
In den letzten Jahren hat die polarisationserhaltende Fasertechnologie bei Schlüsselindikatoren wie dem Dämpfungskoeffizienten und dem Polarisationsauslöschungsverhältnis kontinuierlich einen Durchbruch erzielt. Durch die Optimierung der Vorbereitungs- und Ziehprozesse der Vorformstäbe konnte die Dämpfung der polarisationserhaltenden Fasern der neuen Generation auf unter 0,2 dB/km reduziert werden, und das Polarisationsauslöschungsverhältnis erreichte im Allgemeinen über 30 dB. Diese Fortschritte haben den Anwendungsbereich polarisationserhaltender Fasern erheblich erweitert. Besonders hervorzuheben ist, dass unter dem Impuls der Strategie „Made in China 2025“ die inländische Polarisierung-unter Beibehaltung der Glasfasertechnologie bedeutende Durchbrüche erzielt hat. Inländische Unternehmen beherrschen die gesamten Kerntechnologien von der Materialvorbereitung bis zur Faserformung, und die Produktleistung hat das international fortgeschrittene Niveau erreicht, was eine starke Garantie für nationale Großprojekte und den nationalen Verteidigungsbau bietet.