Leitfaden zur Auswahl von PM-Fasern: PER, Achse und Anwendungsfälle

Polarisationserhaltende Faser, oft auch als „polarisationserhaltende Faser“ bezeichnetPM-FaseroderHiBi-Faser (hohe -Doppelbrechung).ist eine spezielle Single-Mode-Faser, die entwickelt wurde, um den linearen Polarisationszustand von Licht entlang einer definierten Achse zu bewahren. Sie ist die Faser der Wahl, wenn die Leistung eines Systems von einem stabilen, bekannten Polarisationszustand abhängt - faseroptische Gyroskope, interferometrische Sensoren, kohärente Erkennung, Lithiumniobat-Modulatoren, Faserlaser mit schmaler{3}}Linienbreite, Quantenkommunikationsverbindungen und OCT-Bildgebungs-Engines sind alle darauf angewiesen.

Im Gegensatz zu Standard-Single-Mode-Fasern versucht die PM-Faser nicht, Polarisationseffekte zu eliminieren. Es führt bewusst eine starke, stabile Doppelbrechung ein, sodass zwei orthogonale Polarisationsmodi entkoppelt werden. Wenn linear polarisiertes Licht entlang einer der Hauptachsen der Faser eingestrahlt wird, bleibt es dort -, selbst bei Biegung, Vibration und Temperaturdrift, die normalerweise die Polarisation stören würdenSingle--Mode-Patchkabel.

In diesem Leitfaden wird erläutert, wie PM-Fasern funktionieren, welche Kompromisse es zwischen PANDA- und Bow-Tie-Designs gibt, wie man PER-Spezifikationen ehrlich vergleicht, wann PM-Fasern tatsächlich erforderlich sind (und wann nicht) und was Ingenieure vor der Bestellung eines PM-Patchkabels oder einer PM-Patch-Baugruppe überprüfen sollten.

Was ist polarisationserhaltende-Faser?

Eine polarisationserhaltende Faser ist eine optische Einmodenfaser mit absichtlich konstruierter innerer Spannung oder Geometrie, die einen großen, stabilen Unterschied im Brechungsindex zwischen zwei orthogonalen Polarisationsachsen erzeugt. Dieser Unterschied in der - Doppelbrechung - verhindert, dass die beiden Polarisationsmodi Energie austauschen.

Die Faser ist in der Branchenliteratur und in Datenblättern unter mehreren Namen bekannt: PM-Faser, polarisationserhaltende Faser, polarisationserhaltende Single-Mode-Faser und HiBi-Faser. Der letzte Begriff, der in akademischen Arbeiten verwendet wird, erfasst, was PM-Fasern von gewöhnlichen Single-Mode-Fasern unterscheidet: nicht die Anzahl der geführten räumlichen Moden, sondern die Größe der Doppelbrechung.

In Standard-Single-Mode-Fasern ist die Restdoppelbrechung gering und unvorhersehbar. Biegen Sie eine Spule, ändern Sie die Umgebungstemperatur oder verdrehen Sie das Kabel, und der Ausgangspolarisationszustand verschiebt sich. Für die meisten Rechenzentrumsverbindungen spielt dies keine Rolle. - Empfänger integrieren über Polarisation oder verwenden Polarisations--Diversity-Optiken. Bei Systemen, bei denen die Polarisation Phasen-, Amplituden- oder Messinformationen überträgt, ist diese Drift der Fehlermodus, der durch die PM-Faser beseitigt werden soll.

Warum Polarisationsstabilität in optischen Systemen wichtig ist

Das elektrische Lichtfeld schwingt in eine bestimmte Richtung; diese Richtung ist seine Polarisierung. Eine lange Liste optischer Geräte reagiert unterschiedlich auf unterschiedliche Polarisationszustände:

• Lithiumniobat (LiNbO₃) Mach-Zehnder-Modulatorensind intrinsisch polarisationsabhängig-. Eine Drift der Eingangspolarisation zeigt sich direkt als Verschlechterung des Modulations--Tiefes und des Extinktions--Verhältnisses am Senderausgang.
• Faseroptische Gyroskope (FOG)Messung der Rotation durch den Sagnac-Effekt. Die Polarisationskopplung zwischen den beiden gegenläufigen-Strahlen führt zu nicht-reziproken Phasenfehlern, die die Schleife nicht von der tatsächlichen Rotation unterscheiden kann, was zu einer messbaren Bias-Drift führt.
• Kohärente optische EmpfängerMischen Sie das eingehende Signal mit einem lokalen Oszillator. Obwohl kohärente Transceiver Polarisations--Diversity-Hybride verwenden, benötigt der Lokaloszillatorpfad selbst häufig eine stabile Polarisationsreferenz, und PM-Fasern sind Standard zwischen dem LO-Laser und dem Hybrid.
• Interferometrische Sensoren und OCT-EnginesVerlassen Sie sich auf eine konsistente Randsichtbarkeit. Eine unkorrelierte Polarisationsdrift in den beiden Armen bricht den Interferenzkontrast zusammen.

In all diesen Fällen führt das Ersetzen von PM-Glasfaser durch Standard-SMF nicht zu einer Unterbrechung der Verbindung -, sondern zu einer unwiederholbaren Leistung. Das ist der schwierigere Fehler beim Debuggen, weshalb Ingenieure von Anfang an PM-Fasern spezifizieren, anstatt sie später nachzurüsten.

Wie PM-Faser tatsächlich funktioniert

Doppelbrechung: Der Kernmechanismus

Doppelbrechung bedeutet, dass ein Material für zwei orthogonale Polarisationsrichtungen zwei unterschiedliche Brechungsindizes aufweist. Entlang einer Achse polarisiertes Licht bewegt sich mit einer etwas anderen Phasengeschwindigkeit als Licht entlang der anderen. Der Unterschied ist klein -, typischerweise ein paar Teile in 10⁴ -, aber er ist groß im Vergleich zur zufälligen, spannungs-induzierten Doppelbrechung gewöhnlicher Fasern, und darauf kommt es an.

Die Energiekopplung zwischen zwei Modi erfordert, dass sie über eine gewisse Länge phasen-angepasst sind. Je stärker die Doppelbrechung, desto schneller akkumulieren die beiden Moden Phasenunterschiede und desto schwieriger wird es für Umweltstörungen (Krümmungen, Verdrehungen, Temperaturgradienten), Energie von einem zum anderen zu koppeln. Eine nützliche Leistungskennzahl ist hier dieSchlaglänge L_B= λ / Δn, typischerweise 2–5 mm für hochwertige PANDA-Fasern bei 1550 nm. Eine kurze Schwebungslänge bedeutet eine starke Polarisationshaltung.

Schnelle Achse und langsame Achse

PM-Fasern haben zwei Hauptpolarisationsachsen, die herkömmlicherweise als bezeichnet werdenschnelle Achse(geringerer Brechungsindex, höhere Phasengeschwindigkeit) und dielangsame Achse(höherer Brechungsindex, niedrigere Phasengeschwindigkeit). Konventionell wird in den meisten kommerziellen PM-Faserbaugruppen linear polarisiertes Licht entlang der Faser eingekoppeltlangsame Achse, und Verbindungsschlüssel sind auf die langsame Achse ausgerichtet, sofern nicht anders angegeben.

Diese Konvention ist bei der Beschaffung von Bedeutung. Wenn Ihr Sender eine langsame -Achsenausgabe erwartet, die Baugruppe jedoch nach der Konvention für schnelle -Achsen gebaut ist, wird der Start in die nächste Stufe um 90 Grad gedreht. Bestätigen Sie immer die Achskonvention im Datenblatt - nicht alle Hersteller machen explizit darauf aufmerksam, und „langsame Achse auf Keil ausgerichtet“ ist der sicherste Standard.

Startausrichtung und Extinktionsverhältnis

PM-Fasern liefern nur dann Polarisationsstabilität, wenn das Eingangslicht auf eine Hauptachse ausgerichtet ist. Wenn der Start um einen Winkel θ relativ zur langsamen Achse gedreht wird, koppelt ein Bruchteil sin²(θ) der Leistung in die orthogonale Achse ein. Von diesem Zeitpunkt an breiten sich die beiden Komponenten mit unterschiedlichen Phasengeschwindigkeiten aus und der Ausgangszustand hängt von Länge, Temperatur und Wellenlänge - ab, genau das, was PM-Fasern verhindern sollen.

DerPolarisationsextinktionsverhältnis (PER), ausgedrückt in dB, misst, wie viel der Ausgangsleistung in der beabsichtigten Polarisation im Vergleich zur orthogonalen Polarisation verbleibt. Gute kommerzielle PM-Patchkabel erreichen 25–30 dB PER bei kontrolliertem Start und ruhigen mechanischen Bedingungen; Hochleistungsbaugruppen für Sensoranwendungen erreichen eine Lautstärke von 35 dB und mehr. Aber PER ist eine Systemmessung und keine reine Faserspezifikation. Dieselbe Faser zeigt auf einer stabilen optischen Bank 30 dB PER und 18 dB, nachdem sie mit einer eingeklemmten Biegung um eine Chassisecke geführt wurde.

PANDA, Fliege und elliptischer-Kern: Welches PM-Faserdesign passt wo?

Alle kommerziellen PM-Faserdesigns funktionieren, indem sie die kreisförmige Symmetrie des Spannungsfeldes des Kerns brechen. Die Unterschiede hängen davon ab, wie diese Asymmetrie eingebaut ist und was sie an PER, Dämpfung und Preis kostet.

PANDA PM-Faser

Bei der PANDA-Faser (Polarisations-erhaltende und absorbierende-reduzierende) Faser werden auf beiden Seiten des Kerns zwei kreisförmige spannungs-anlegende Teile (SAPs) platziert, die mit Bor dotiert sind und einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als die Silikathülle aufweisen. Wenn die Vorform nach dem Ziehen abkühlt, üben die SAPs eine asymmetrische Spannung aus, die eine starke, stabile Doppelbrechung erzeugt.

PANDA dominiert den kommerziellen PM-Markt aus drei Gründen: Die Geometrie eignet sich gut -für die Massenproduktion-, das Spaltungs- und Spleißverhalten ist vorhersehbar und das Design funktioniert über die Standard-Telekommunikations- und Sensorwellenlängenfenster hinweg (typischerweise optimiert für 780-nm-, 850-nm-, 980-nm-, 1060-nm-, 1310-nm- und 1550-nm-Varianten). Für die meisten Modulator--Pigtail-, FOG- und kohärenten Anwendungen ist PANDA die Standardeinstellung.

Fliege-Krawatte aus PM-Faser

Bow{0}}Fasern nutzen zwei Spannungsbereiche in Form von Keilen oder Sektoren, die sich in der Nähe des Kerns treffen, wodurch bei gleichem Faserdurchmesser eine höhere Spitzenspannung erzeugt wird als bei PANDA. Dies führt typischerweise zu kürzeren Schwebungslängen und einem höheren inhärenten PER, weshalb Bow-bei High-End-Sensor---Gyroskopen für Navigations-{5}Grad-Trägheitsmesseinheiten, Hydrophon-Arrays und Stromsensoren mit Faraday--Effekt häufig bevorzugt werden.

Der Nachteil besteht darin, dass die Fliegegeometrie schwieriger zu verbinden ist und von weniger Lieferanten angeboten wird, sodass die Stückkosten und Lieferzeiten höher sein können.

Elliptischer-Kern und photonische-Kristall-PM-Faser

Einige PM-Fasern verwenden anstelle von Spannungselementen einen nicht-kreisförmigen Kern (bilden Doppelbrechung) oder eine mikrostrukturierte Luft-Lochhülle (photonische Kristallfaser). Diese Spezialkonstruktionen eignen sich für Anwendungen, bei denen Belastung-Stabfasern Probleme bereiten: hohe-Leistungsabgabe, bei der SAPs die Schadensschwelle begrenzen, ungewöhnliche Wellenlängen im mittleren-IR oder sichtbaren Bereich oder Systeme, die eine sehr geringe biegeinduzierte Doppelbrechungsänderung erfordern. Für typische Industrie- und Telekommunikationskäufer decken PANDA und Fliege nahezu jeden Bedarf ab.

PM-Faser im Vergleich zu Standard-Singlemode-Fasern im Vergleich zu polarisierenden Fasern

Diese drei Fasertypen werden in Kaufgesprächen regelmäßig verwechselt. Sie sind nicht austauschbar.

• Standard-Singlemode-Faserleitet einen räumlichen Modus mit geringem Verlust. Die Polarisation bleibt im Millisekundenbereich erhalten, driftet jedoch aufgrund thermischer und mechanischer Veränderungen über Sekunden bis Minuten ab. Geeignet für alles von FTTH-Abzweigkabeln bis hin zu Rechenzentrumsverbindungen, aber ungeeignet, wenn eine nachgeschaltete Komponente auf einen festen Polarisationszustand angewiesen ist.
• Polarisations-erhaltende Faserleitet einen räumlichen Modus undkonserviertein linear polarisierter Zustand, wenn Licht richtig eingekoppelt wird. Beide Polarisationsachsen werden verlustarm übertragen; Die Aufgabe der Faser besteht darin, zu verhindern, dass sie sich vermischen.
• Polarisierende (PZ) Faserleitet einen räumlichen Modus, dämpft jedoch aktiv eine Polarisation. Die unerwünschte Achse erfährt einen hohen Verlust (häufig 30 dB/m oder mehr), sodass der Ausgang unabhängig vom Eingang eine einfache -Polarisierung aufweist. Wird verwendet, wenn das System eine Polarisation ablehnen und nicht beide beibehalten muss.

Die Entscheidungslogik: Wenn Ihr Problem darin besteht, dass die Polarisation ständig driftet, entscheiden Sie sich für PM-Faser. Wenn Ihr Problem lautet: „Ich habe polarisiertes Rauschen, das ich am Ausgang unterdrücken muss“, wählen Sie eine polarisierende Faser. Wenn keines der beiden Probleme besteht, ist Standard-SMF billiger, einfacher zu verbinden und leichter zu beschaffen.

Wann braucht man eigentlich PM-Faser?

Dies ist die Frage, die bei Stücklistenprüfungen am häufigsten falsch beantwortet wird. PM-Fasern sind zwei- bis fünfmal so teuer wie Standard-SMF und deutlich schwieriger zu spleißen und zu terminieren. Es dort anzugeben, wo es nicht benötigt wird, ist verschwendetes Budget; SMF anzugeben, wo PM erforderlich ist, ist ein Debugging-Albtraum. Verwenden Sie Folgendes als Entscheidungsmatrix für den ersten-Durchgang:

• Laserquelle zum externen LiNbO₃-Modulator:Grundsätzlich ist PM-Faser erforderlich. Die Modulatoreffizienz ist polarisationsabhängig und der Eingang muss auf die TE-Achse des Geräts ausgerichtet sein.
• Faseroptisches Gyroskop / Sagnac-Interferometer:PM-Faser in der gesamten Sensorspule. Nicht-Reziprozität der Polarisation ist eine der dominanten FOG-Bias-Fehlerquellen.
• Schmaler-Linienbreitenlaser zum akusto-optischen Modulator oder Frequenzschieber:Normalerweise hängt die --Beugungseffizienz von PM-Fasern von der Eingangspolarisation ab.
• Kohärenter interner LO-Pfad des Transceivers:PM-Faser vom Lokaloszillatorlaser zum optischen Hybrid ist Standard.
• OCT oder interferometrische biomedizinische Bildgebung:PM-Faser erhält den Streifenkontrast; Ohne sie moduliert die Polarisationsdrift die Bildqualität.
• Standard-Datenkommunikation / Ethernet / FTTH:StandardOS2-Single---Mode-Glasfaserist ausreichend. Empfänger kümmern sich nicht um die Eingangspolarisierung.
• Langstrecken-DWDM-Übertragung:Standard-SMF. Ein moderner kohärenter DSP korrigiert die Polarisationsdrehung in Echtzeit.
• Einzelner kurzer PM-Jumper in einem ansonsten SMF-System:Mit ziemlicher Sicherheit sinnlos. Die Polarisation wird vor und nach dem PM-Segment durcheinander gebracht, es sei denn, der gesamte optische Pfad erkennt PM-.

Der letzte Punkt ist hervorzuheben, da er der häufigste Beschaffungsfehler ist. PM-Faser hilft nur, wenn das Systemstromaufwärtskann eine ausgerichtete lineare Polarisation an den Fasereingang und das System liefernflussabwärtserfordert diesen Polarisationszustand. Ein einzelner PM-Jumper zwischen den SMF-Segmenten erhöht die Kosten ohne Funktion.

So wählen Sie ein PM-Glasfaser- oder PM-Patchkabel aus

Die Auswahl der PM-Faser ist ein Problem mit mehreren -Parametern. Die folgende Checkliste zeigt, was Ingenieure auf dem Datenblatt des Lieferanten überprüfen sollten, bevor sie eine Bestellung aufgeben.

1. Betriebswellenlänge und Cutoff

PM-Fasern sind wellenlängen-spezifisch. Eine Faser, die für den 1550-nm-Betrieb ausgelegt ist, läuft bei 980 nm nicht im Einzelmodus, - sondern leitet Modi höherer Ordnung und PER bricht zusammen. Vergleichen Sie die Betriebswellenlänge mit der Grenzwellenlänge der Faser (die mindestens 100 nm unter Ihrer kürzesten Betriebswellenlänge liegen sollte). Zu den gängigen Designs gehören PM630 (sichtbar/780 nm), PM980 (980 nm Pumplaser), PM1060 (Yb-Faserlaser), PM1310 und PM1550.

Der Modenfelddurchmesser (MFD) ist wichtig, wenn PM-Fasern mit einem anderen Fasertyp gespleißt werden. - Eine große MFD-Fehlanpassung führt sowohl zu Spleißverlusten als auch zu verringertem PER.

2. PER-Ziel - und Testbedingungen

Hier geht der Datenblattvergleich am häufigsten schief. Anbieter A kann 25 dB PER bei 1550 nm angeben und Anbieter B kann 30 dB PER angeben, aber wenn sie unter unterschiedlichen Einkopplungsbedingungen, Steckertypen, Faserlängen und Umgebungstemperaturen getestet wurden, sind die Zahlen nicht vergleichbar. Überprüfen Sie vor dem Vergleich der PER-Werte Folgendes:

• Wellenlänge testen
• Startmethode (Freiraumpolarisator vs. PM-Eingangs-Pigtail)
• Steckertyp und Politur (FC/APC liefert aufgrund von Rückreflexionseffekten tendenziell sauberere PER-Messwerte als FC/PC)
• Achsenausrichtungsmethode und Toleranz während der Steckverbinderverbindung
• Faserlänge und ob der Test an einer gewickelten oder geraden Probe durchgeführt wurde
• Temperatur während der Messung

Eine 25-dB-PER-Spezifikation, die mit der richtigen Startausrichtung an einem 2 m langen Kabel in einer stabilen Umgebung getestet wurde, kann in der Praxis ein besseres Produkt sein als eine 30-dB-Spezifikation, die unter nicht genannten Bedingungen gemessen wurde.

3. Steckertyp und Schlüsselausrichtung

PM-Konnektoren sehen genauso aus wie Standard-Konnektoren, verfügen jedoch über eine definierte Achsen-{0}zu-Schlüsselbeziehung. Zu den Standardoptionen gehören FC/PC, FC/APC, SC/APC und LC/APC für PM-Anwendungen, wobei FC/APC aufgrund seiner mechanischen Stabilität und geringen Rückreflexion am häufigsten in Labor- und Sensorumgebungen eingesetzt wird. APC wird im Allgemeinen gegenüber PC für laserbasierte Systeme bevorzugt, da Rückreflexionen schmale Linienbreiten destabilisieren können.

Bei der BestellungPM-PatchkabelBestätigen Sie mit Ihrem Lieferanten, welche Achse kodiert ist (langsame Achse ist die Konvention), wie hoch die Winkelausrichtungstoleranz ist (normalerweise ±1 Grad bis ±3 Grad) und ob die gleiche Konvention konsistent auf beide Steckverbinder der Baugruppe angewendet wird.

4. Einfügungsdämpfung und Rückflussdämpfung

Die Einfügungsdämpfung für ein hochwertiges PM-Patchkabel sollte weniger als oder gleich 0,5 dB pro Steckerpaar betragen. Die Rückflussdämpfung für APC-terminierte PM-Kabel sollte größer oder gleich 60 dB sein; für PC-Anschlüsse, größer oder gleich 40 dB. Diese Zahlen spielen bei Lasersystemen eine größere Rolle als bei Sensorsystemen. - Bei einem FOG geht es vor allem um PER und nicht um 0,1 dB zusätzlichen IL.

5. Biegeradius und mechanische Handhabung

Die Doppelbrechung von PM-Fasern entsteht durch inneren Stress, sodass externer Stress die Leistung direkt beeinträchtigt. Halten Sie den minimalen Biegeradius des Herstellers deutlich ein (normalerweise 30 mm kurzzeitig und 60 mm langzeitig bei Standard-PM-Fasern), vermeiden Sie Klemmungen in der Nähe von Anschlüssen und verlegen Sie PM-Patchkabel niemals durch enge Kabelführungen mit geknickten Abschnitten. Ein perfektes 30-dB-PRO-Kabel wird nach einer unvorsichtigen Installation 15 dB anzeigen.

6. Spleißanforderungen

Das Spleißen von PM-Fasern erfordert ein Fusionsspleißgerät mit aktiver Achsenausrichtung. - Typische Spleißgeräte auf dem Massenmarkt- können die Spannung-Stabausrichtung nicht zuverlässig genug ausrichten, um PER über die Spleißstelle hinweg aufrechtzuerhalten. Erwarten Sie einen Spleißverlust von 0,05–0,15 dB und eine PER-Verschlechterung von 0,5–2 dB pro Spleiß mit einem ordnungsgemäß abgestimmten PM--fähigen Spleißgerät. Wenn Ihre Anwendung das Spleißen von PM mit Standard-SMF erfordert, müssen Sie damit rechnen, dass sich der Spleiß wie ein Polarisationsscrambler verhält - nur einer der beiden PM-Modi bleibt intakt.

Häufige Fehler bei PM-Fasern und was sie tatsächlich kosten

PM-Faser als Drop-{0}}SMF-Ersatz behandeln

Der teuerste Fehler. PM-Fasern liefern nur dann einen Mehrwert, wenn das gesamte System auf Polarisationskontrolle ausgelegt ist: Die Quelle muss linear polarisiertes Licht erzeugen, der Start muss achsenausgerichtet sein und der Empfänger oder das nachgeschaltete Gerät muss sich um die Ausgangspolarisation kümmern. Stecken Sie ein PM-Patchkabel in ein SMF-System und Sie haben zusätzliches Geld für keinen Nutzen ausgegeben.

Ignorieren der Ausrichtung des Verbindungsschlüssels in allen Baugruppen

Wenn ein System drei PM-Jumper zwischen Quelle und Modulator verwendet, müssen alle drei dieselbe Achsenkonvention verwenden. Ein 90-Grad-Versatz in einem beliebigen Steckerpaar dreht die Polarisation, und der Modulator erkennt einen 90-Grad-Fehler - für einen typischen LiNbO₃-Modulator, wodurch der modulierte Ausgang auf nahezu Null sinkt.

Überbiegen in der Nähe von Steckverbindern

Die Manschette eines PM-Steckers konzentriert die Belastung an der empfindlichsten Stelle der Faser. Ein Biegeknick innerhalb von 50 mm vom Stecker kann PER um 5–10 dB senken, selbst wenn der Biegeradius an anderer Stelle im Kabel großzügig ist. Verwenden Sie an jedem PM-Stecker einen Knickschutz von mindestens 30 mm.

Vergleich von PER zwischen Anbietern ohne Testbedingungen

Bereits oben behandelt, aber es lohnt sich, es zu wiederholen, da es sich um einen wiederkehrenden Kauffehler handelt. Bestehen Sie auf der Offenlegung der Testbedingungen oder führen Sie eingehende Inspektions-PER-Tests im Rahmen Ihres eigenen kontrollierten Starts durch.

Kauf von „PM-kompatiblen“ Komponenten, die nicht kompatibel sind

Standard-Glasfaserkoppler, -Splitter und -Isolatoren sind keine PM-Geräte, es sei denn, sie sind ausdrücklich als PM{0}}-zertifizierte Geräte konzipiert. Ein PM-Patchkabel, das einen nicht-PM 1×2-Splitter speist, zerstört die Polarisation am Splitter -, der Rest des optischen PM-Pfades wird verschwendet. Stellen Sie beim Aufbau eines PM-Systems sicher, dass jede passive Komponente PM-bewertet ist, und geben Sie ihre Achsenkonvention an.

FAQ: Auswahl und Verwendung von PM-Fasern

Was ist ein guter PER-Wert für ein PM-Glasfaser-Patchkabel?

Für den allgemeinen kommerziellen Gebrauch sind 22–25 dB PER akzeptabel. Für Modulator-Pigtails sollten Sie 25–28 dB anstreben. Geben Sie für High-End-Sensoren (Gyroskope, interferometrische Stromsensoren) 28–35 dB an und überprüfen Sie dies unter kontrollierten Startbedingungen. Ein PER über 35 dB bei einem Patchkabel mit Steckverbinder ist eine Ausnahme und erfordert in der Regel eine kontrollierte Handhabung.

Sollten PM-Fasern auf die langsame oder die schnelle Achse ausgerichtet werden?

Die Ausrichtung der langsamen Achse ist die Branchenkonvention für die Kodierung von Steckverbindern und die meisten Produktdatenblätter gehen von der Einführung einer langsamen{0}}Achse aus. Für bestimmte Anwendungen (einige Laserdesigns) gibt es Schnellachsen-Baugruppen, die jedoch in der Bestellung explizit angegeben werden sollten. Lassen Sie sich im Zweifelsfall schriftlich vom Lieferanten bestätigen.

Können PM-Fasern mit Standard-Singlemode-Fasern gespleißt werden?

Ja, aber der Spleiß fungiert als Polarisationsverwürfler - nur die eingeführte-Achsenkomponente verhält sich weiterhin als Polarisation-, die auf der PM-Seite beibehalten wird; Auf der SMF-Seite driftet die Polarisation normal. Verwenden Sie dies zum Abschluss eines PM-Abschnitts in einer SMF-Verbindung (z. B. beim Starten in ein Messgerät), nicht zur Erweiterung des PM-Verhaltens über die Spleißstelle.

Was passiert, wenn die PM-Faser zu stark gebogen ist?

Durch Biegung-induzierte Spannung koppelt Energie zwischen den beiden Polarisationsachsen und reduziert PER. Eine leichte Überbiegung führt zu einem allmählichen PER-Abbau, der sich erholen kann, wenn die Biegung gelöst wird. Starke oder wiederholte enge Biegungen können zu dauerhaften Spannungsänderungen in der Faser führen, insbesondere in der Nähe von Anschlüssen. Beachten Sie immer den Mindestbiegeradius des Herstellers.

Wie gebe ich bei der Bestellung die Ausrichtung des PM-Steckerschlüssels an?

Geben Sie an: (1) welche Achse (langsam oder schnell - fast immer langsam), (2) für welche(n) Anschluss(e) der Baugruppe die Konvention gilt (typischerweise beide Enden, gleiche Konvention) und (3) die Winkeltoleranz (z. B. ±2 Grad). Seriöse Lieferanten bestätigen dies auf der Auftragsbestätigung.

Ist PM-Faser dasselbe wie Single-{0}Mode-Faser?

PM-Fasern sind eine Teilmenge von Single-{0}Mode-Fasern. Alle kommerziellen PM-Fasern sind bei ihrer Designwellenlänge Single-{2}Mode-Fasern, aber nicht alle Single-{3}}Mode-Fasern sind polarisations-erhaltend. Die Klassifizierung „einzelner --Modus“ bezieht sich auf die Anzahl der räumlichen Modi; „Polarisation-erhaltend“ beschreibt zusätzliche Doppelbrechungstechnik.

Warum kostet PM-Faser mehr als Standardfaser?

Die Herstellung der Vorformlinge ist komplexer (Spannungsstäbe müssen vor dem Ziehen präzise platziert werden), die Zeichnungstoleranzen sind enger und die Verbindung erfordert achsenausgerichtetes Polieren auf Spezialgeräten. PM-Spleißen erfordert teurere Spleißgeräte und geschultes Bedienpersonal. Der Kostenaufschlag beträgt in der Regel das Zwei- bis Fünffache des Standard-SMF für die Glasfaser selbst, wobei fertige PM-Patchkabelbaugruppen deutlich über dem Standardpreis liegenGlasfaser-Patch-Baugruppen.

Kann PM-Glasfaser für die Telekommunikationsübertragung über große Entfernungen-verwendet werden?

Technisch gesehen ja, aber in der Praxis wird es nicht umgesetzt. Standard-SMF in Kombination mit kohärentem DSP übernimmt die Polarisationswiederherstellung in der Software zu weitaus geringeren Systemkosten. PM-Fasern für die Fernübertragung würden die Kabel-, Stecker- und Spleißkosten ohne kommerziellen Nutzen vervielfachen.

Technische Zusammenfassung: Wann PM-Faser spezifiziert werden sollte

PM-Faser ist die richtige Wahl, wenn drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Die optische Quelle erzeugt linear polarisiertes Licht, das Empfangsgerät oder die nachgeschaltete Komponente ist polarisationsempfindlich und der gesamte optische Pfad zwischen ihnen ist PM-bewertet und auf die Achse ausgerichtet. Es ist die falsche Wahl, wenn eine dieser Bedingungen zu einem Ausfall führt. - Ein einzelner PM-Jumper zwischen zwei SMF-Segmenten ist verschwendetes Budget und eine PM-Quelle, die einen Nicht-PM-Splitter speist, ist verschwendete Quelle.

Behandeln Sie PER beim Spezifizieren von PM-Faserbaugruppen als Systemparameter und nicht als Faserparameter. Überprüfen Sie die Testbedingungen hinter jeder Datenblattnummer, bestätigen Sie die Konvention der Steckerachse schriftlich, gestalten Sie die Kabelführung so, dass der Biegeradius in der Nähe der Stecker berücksichtigt wird, und stellen Sie sicher, dass jede passive Komponente in der optischen Kette PM-zertifiziert ist. Wenn Sie diese vier Dinge richtig machen, liefert die PM-Faser genau das, was sie verspricht: einen Polarisationszustand, der beim Empfänger in der gleichen Ausrichtung ankommt, in der er die Quelle verlassen hat, unabhängig davon, was die Umgebung mit dem Kabel dazwischen macht.

Ausführlichere technische Referenzen zum Spannungs-Stabfaserdesign und zur PER-Messmethodik finden Sie in den Datenblättern des Herstellers vonThorlabs PM-Faserdokumentationund das OriginalForschung zur PANDA-Faser von Hosaka et al.bleiben die Standardreferenzen. Für die Beschaffung von PM-Patchkabeln, Pigtails und Kopplern ist unserpolarisationserhaltende Produktseriendeckt FC-, SC- und LC-Steckervarianten in gängigen Wellenlängenbändern ab, wobei PER-Tests unter offengelegten Startbedingungen durchgeführt werden.