Polarizáció-karbantartó rostcsatlakozók: Mélyreható vita a függvénytől az alkalmazásig
Jul 23, 2025
A polarizáció-karbantartó (PM) csatlakozók precíziós optikai passzív eszközök, amelyeket kifejezetten a PM szálakhoz terveztek. Alapvető funkciójuk a polarizációs állapot stabilitásának fenntartása az optikai jelátvitel során, minimalizálva a polarizációs állapot változásait és a jelvesztést. Ezeket széles körben használják a polarizációs állapotra érzékeny optikai rendszerekben. Az alábbiakban részletes bevezetést tartalmaz, amely magában foglalja az alapfunkciókat, a szerkezeti összetételt, az osztályozást, a kulcsfontosságú teljesítménymutatókat és az alkalmazás forgatókönyveit:
I. alapfunkció
A polarizáció-karbantartó rost speciális kettős törés-jellemzőkkel rendelkezik, lehetővé téve, hogy stabil polarizációs állapotot tartson fenn a specifikus polarizációs irányú fényjelek (pl. Lineáris polarizált fény) esetén az átvitel során. A PM csatlakozó szerepe:
Pontosan igazítsa a két PM szálat, biztosítva a belső polarizációs tengelyek (pl. Gyors tengely, lassú tengely) szigorú igazítását a szálakon, hogy elkerülje a tengelyek eltérése által okozott polarizációs állapot rendellenességeket.
Csökkentse a polarizációfüggő veszteséget (PDL) és a beillesztési veszteséget a csatlakozási ponton, biztosítva a polarizáció-érzékeny rendszerek stabilitását.
Ii. Strukturális összetétel
A PM -csatlakozó szerkezete hasonló a szokásos száloptikai csatlakozóhoz, de magában foglalja a polarizációs tengely igazításának precíziós kialakítását. Elsősorban a következőkből áll:
Furatozó:Nagy pontosságú kerámia vagy kvarc anyagból készül, amely a rost központi lyukát tartalmazza. A lyuk helyzete szigorúan megfelel a PM -szál polarizációs tengelyének, így a polarizációs tengely igazításának elérésének alapkomponense.
Ház:Mechanikai védelmet és pozicionálást biztosít. Ez általában tartalmaz egy kulcsot vagy markeret a hüvely szögének rögzítéséhez, biztosítva a párosodás során a következetes polarizációs tengely irányát.
Reteszelő mechanizmus:Mint például az FC típusú menetes reteszelés vagy az SC típusú push-reteszelés, biztosítva a kapcsolat stabilitását és megismételhetőségét.
Kábel csomagtartója/feszültség megkönnyebbülése:Védi a rost és a csatlakozó közötti átmeneti területet, csökkentve a mechanikai feszültségnek a rostra gyakorolt hatását.
Iii. Fő osztályozás
Különböző osztályozási kritériumok alapján a PM -csatlakozók a következő típusokra oszthatók:
Interfész típusú (a standard szálas csatlakozóknak megfelelő):
FC/APC PM csatlakozó:Menetes reteszelést használ. Az APC (szögletes fizikai érintkezés, 8 fokos lengyel) endface csökkenti a visszatérési veszteséget. Nagy pontosságú rendszerekhez alkalmas.
SC/APC PM csatlakozó:Push-Pull reteszelést használ, kényelmes műveletet kínálva. Általában a száloptikai kommunikációs berendezések interfészeiben használják.
St PM csatlakozó:A bajonett reteszelést használja. Gyakoribb a korai alkalmazásokban, most fokozatosan helyettesítik az FC és az SC típusok.
LC PM csatlakozó:Miniatürizált kialakítású, nagy sűrűségű integrált optikai modulokhoz (pl. Optikai modulok, lézerek).
Polarizációs tengely igazítási módszerrel:
Kulcs-igazított típus:Mechanikus kulcsot (pl. Sík kulcs, négyzetkulcs) használ a házban, amely adapterrel párosul a hüvely polarizációs tengelyének irányának erőszakos rögzítéséhez, biztosítva az igazítási pontosságot.
Marker-igazított típus:Polarizációs tengelyjelzőt (pl. Scribe sort, színkódot) használ a hüvelyben vagy a házban, hogy kézi vagy mechanikus igazítást készítsen az összeszerelés során. Alkalmas forgatókönyvekhez, kissé alacsonyabb pontossági követelményekkel.
Iv. Kulcsfontosságú teljesítménymutatók
Beillesztési veszteség (IL):A csatlakozón áthaladó optikai jel energiavesztesége. Általában 0,5 dB-nál kevesebb vagy egyenlőnek kell lennie (a kiváló minőségű termékek kevesebbet vagy egyenlőt érhetnek el 0,3 dB-nél). Az alacsonyabb veszteség jobb.
Polarizáció-függő veszteség (PDL):A polarizációs állapot változásai által okozott veszteségek ingadozása. Ez a PM -csatlakozók alapjelzője. A kiváló minőségű termékek a PDL-t 0,1 dB-nál kevesebb vagy egyenlő irányíthatják.
Visszatérési veszteség (RL):Az optikai jel reflexiós vesztesége a csatlakozó endfén. Az APC végfelületekkel rendelkező PM -csatlakozók általában 60 dB -nál nagyobbak vagy egyenlőek, csökkentve a rendszerben a reflexiós interferenciát.
Polarizációs tengely igazítási pontossága:A két páros szál polarizációs tengelyei (pl. Gyors tengely és gyors tengely) szögbeli eltérésére utal. Ez közvetlenül befolyásolja a PDL -t. A nagy pontosságú termékek 0,5 foknál kisebb vagy egyenlő eltérést érhetnek el.
Megismételhetőség és cserélhetőség:A teljesítmény stabilitása több párzási ciklus után (pl. Az IL kevesebb vagy egyenlő 0,1 dB -nál változik), és kompatibilitási képesség a különböző gyártók csatlakozói között.
V. Alkalmazási forgatókönyvek
Mivel képesek a polarizációs állapot stabilizálására, a PM-csatlakozókat elsősorban a polarizáció-érzékeny mezőkben használják:
Száloptikai érzékelő rendszerek:Mint például a száloptikai giroszkópok (navigációhoz) és a polarizációs állapot interferometrikus érzékelők (hőmérséklet, nyomás stb.). PM -csatlakozókra van szükség az érzékelő jel polarizációs állapotának stabilitásának fenntartásához.
Koherens optikai kommunikáció:A koherens kommunikációs rendszerekben az optikai jel polarizációs állapota az egyik információs hordozó. A PM -csatlakozók csökkenthetik a polarizációs állapot torzulása által okozott bit hibákat.
Lézerrendszerek:Csatlakozások nagy teljesítményű lézer- és félvezető lézer optikai útvonalakban, biztosítva a rendszer hatékonyságának javítását célzó következetes lézer polarizációs irányt.
Kvantumkommunikáció:A kvantumállapotok átvitele (pl. Photon polarizációs állapot) rendkívül magas követelményekkel rendelkezik a polarizációs stabilitásra. A PM -csatlakozók a kvantum optikai útvonalak kulcsfontosságú elemei.
Vi. Különbségek a szokásos száloptikai csatlakozóktól
| Összehasonlító elem | PM -csatlakozó | Szabványos száloptikai csatlakozó |
|---|---|---|
| Alkalmazható rost | PM rost (polarizációs tengelye van) | Egy mode/multimódus szál (nincs polarizációs tengely) |
| Alapvető követelmény | Pontos polarizációs tengely igazítás | Rost mag igazítása (csökkentse az IL -t) |
| Kulcsfontosságú teljesítményjelző | Polarizációfüggő veszteség (PDL) | Beillesztési veszteség (IL), visszatérési veszteség (RL) |
| Alkalmazási forgatókönyv | Polarizáció-érzékeny rendszerek (érzékelés, kvantumkommunikáció stb.) | Szabványos optikai kommunikáció, adatátvitel |
A PM -csatlakozók gyártási és összeszerelése rendkívül nagy pontosságú követelményeket vet fel (pl. A ferrule lyuk helyzetbeli eltérésének 1 μm -nél kisebb vagy azzal egyenlő igénye). Következésképpen költségeik szignifikánsan magasabbak, mint a szokásos száloptikai csatlakozóké. Ezek nélkülözhetetlen kulcselemek a nagy pontosságú optikai rendszerekben.
