Quelle est la longueur de battement de la fibre optique?

Pour la fibre optique de la polarisation (PM), en supposant que la direction de polarisation de l'entrée de la lumière polarisée linéairement est au milieu de l'axe rapide et de l'axe lent, il peut être décomposé en deux composants de polarisation orthogonaux. Comme le montre la figure ci-dessous, les deux ondes lumineuses ont initialement la même phase, mais parce que l'indice de réfraction de l'axe lent est supérieur à celui de l'axe rapide, leur différence de phase augmentera linéairement avec la distance de propagation.

Dans la figure ci-dessus, les phases des deux ondes et leur différence se trouvent dans la plage de 0 à 2π (moins la partie des multiples de 2π). Le carré vert indique la position où la différence de phase est 2π fois, et la longueur de battement est la longueur de la différence de phase augmentée de 2π, ce qui est égal au rapport de la longueur d'onde de vide (λ) et de la biréfringence (b):

Dans cette situation de couplage orthogonal, la polarisation dans la fibre PM changera périodiquement avec la longueur de battement: polarisation linéaire, polarisation elliptique, polarisation circulaire, polarisation elliptique, polarisation linéaire ... et la longueur de battement peut être mesurée par ce processus d'évolution de la polarisation. En effet, pour l'état de polarisation changeant périodique, la lumière diffusée débordant du côté de la fibre est comme être modulée spatialement, et la longueur de battement peut être mesurée dans la structure périodique des zones claires et sombres.

Plus la biréfringence de la fibre est grande, plus la longueur de battement est courte et plus les performances de la polarisation sont courtes. Actuellement, les fibres PM avec des longueurs de battement inférieures à 1 mm ont des noyaux elliptiques et des diamètres de champ de très petits modes (nettement plus petit que les fibres monomcoles standard). De nombreuses applications nécessitent des noyaux circulaires et des diamètres de champ en mode plus grand, et les fibres PM qui répondent aux exigences ont généralement des longueurs de battement entre un et plusieurs millimètres. La fibre monomode standard a également une longueur de battement mesurable, mais la valeur peut atteindre plusieurs mètres, ce qui ne convient pas à une utilisation comme fibre PM. Pour illustrer les performances de la polarisation des fibres PM, les fabricants fournissent généralement des spécifications de longueur de battement au lieu du rapport d'extinction de sortie et spécifient la longueur d'onde et la plage de température. En effet, de nombreux facteurs affectent le rapport d'extinction, y compris la longueur des fibres, la méthode de câblage et la direction de polarisation d'entrée. Cependant, la longueur de battement n'est pas liée aux facteurs ci-dessus, il est donc plus adapté à la quantification de la capacité de maintenance de polarisation de la fibre, mais le rapport d'extinction réels et d'extinction de sortie dépend finalement des détails de l'utilisation.