Utripna dolžina (BL): definirana kot Lp=λ/B,
Predstavlja dolžino, ki je potrebna, da se polarizirana svetloba v vlaknu zavrti za 360 stopinj. Manjša kot je dolžina utripa, večja kot je razlika v hitrosti med hitro in počasno osjo, močnejša je dvolomnost. Kot indikator za merjenje sposobnosti vlakna, da vzdržuje dvolomnost, ima utripna dolžina to prednost, da nanjo ne vplivajo pogoji, kot so dolžina vlakna, upogib ali napetost, in lahko neposredno odraža učinkovitost vlakna.
Razmerje ekstinkcije (ER): definirano kot ER=10log(Pu/Pw),
Kjer Pw predstavlja energijo, ki se prenaša vzdolž vpadne osi, Pu pa energijo, povezano s smerjo druge osi. Manjše kot je ekstinkcijsko razmerje, težje je optični signal povezati z drugo osjo. Na primer, ko je ekstinkcijsko razmerje -30dB, je razmerje med energijo, ki ohranja vpadno os, in energijsko sklopitvijo z drugo osjo 1000:1; Ko je razmerje ekstinkcije -20dB, je energijsko razmerje 100:1.
Slabljenje vlakna, ki ohranja polarizacijo
Vendar pa je izguba zaradi sipanja glavni dejavnik, ki vpliva na slabljenje polarizacijskih vlaken, še posebej, če je območje napetosti zasnovano tako, da poveča koeficient toplotnega raztezanja stekla, bo difuzija bora med vlečenjem pri visoki temperaturi povzročila povečanje slabljenja vlaken. Omeniti velja, da os hitrosti vlakna, ki ohranja polarizacijo, nima bistvene razlike v slabljenju.
Notranji vzroki dvolomne občutljivosti
Strukturne napake, ki jih povzroča razvoj optičnih vlaken:
Struktura jedra vlakna pomembno vpliva na zmogljivost dvolomnosti. Popolnoma okroglo jedro zagotavlja nizko dvolomnost, ovalno jedro pa visoko dvolomnost. Pri vlaknih z nizko dvolomnostjo, ki ohranjajo polarizacijo, lahko deformacija jedra povzroči strukturne napake, ki jih je mogoče zmanjšati z vrtenjem montažnih palic. Pri vlaknih z visoko dvolomnostjo je deformacija napetostnega območja glavna strukturna napaka, njen vpliv pa je veliko večji od deformacije jedra.
Nelinearni učinki:
Kerrov učinek je glavna nelinearna motnja, ki vpliva na dvolomnost načina vlakna, ki ohranja polarizacijo. Kerrov učinek je še posebej pomemben za nizko dvolomna vlakna pri visoki vhodni moči. Pri nizkih vhodih moči, kot so žiroskopi z optičnimi vlakni ali koherentni optični prenosni sistemi, lahko nelinearni učinki povzročijo tudi hrup.
Občutljivost za dvolomnost zaradi zunanjih vzrokov
Temperaturni pogoji:
Temperaturna nihanja so resna težava pri uporabi vlaken, ki ohranjajo polarizacijo. Sprememba temperature povzroči toplotno raztezanje in hladno krčenje vlaken, kar vpliva na zmogljivost dvolomnosti. Za vlakna, ki ohranjajo polarizacijo, z dvema velikima napetostnima območjema je učinek temperature še posebej pomemben. Da bi zmanjšali vpliv temperature, lahko uporabimo različne debeline nanosa, postopek žarjenja, izbiro različnih materialov za nanos ali prilagoditev dopinga steklenega materiala.
Mehanske motnje:
Mehanska motnja neposredno vpliva na dvolomnost vlakna z nizko dvolomnostjo. Vendar imajo vlakna z visoko dvolomnostjo (zlasti tista s kratko dolžino utripa) visoko notranjo obremenitev in so odporna na učinke zunanjih obremenitev. Vendar pa lahko optimizacija dolžine utripov prinese več napak in lokalnih napetosti. Upogibanje in zvijanje na splošno malo vpliva na preslušavanje v vlaknih z visoko dvojno lomnostjo, največja težava pa je prečni pritisk (na primer, če golo vlakno pritisnete na režo v obliki črke V, mora biti prizadeto preslušavanje, največji pa je azimut 45 stopinj huda smer za sklopitev načinov).
V primeru navijanja optičnih vlaken je treba upoštevati dvolomnost, ki nastane zaradi bočne torzije ali aksialne napetosti. Poleg tega v primeru sorazmerno majhnega radija upogiba prečni tlak, ki ga povzroča upogib vlaken, ni zanemarljiv. Najboljši način, da se izognete tem motnjam, je uporaba dobrega premaznega materiala, ki mora biti debelejši.
Elektromagnetni učinki:
Elektromagnetno polje uvaja tudi dvolomnost, kjer Kerrov učinek dosežemo s prečnim električnim poljem, Faradayev učinek pa z magnetnim poljem. Te elektromagnetne učinke je mogoče uporabiti pri razvoju izolatorjev, vendar se jim je treba izogibati v aplikacijah, kot so žiroskopi z optičnimi vlakni.
Kratek povzetek
Na delovanje vlaken, ki ohranjajo polarizacijo, vplivajo številni dejavniki, ki medsebojno delujejo in tvorijo kompleksen sistem. Da bi optimizirali delovanje vlaken, ki ohranjajo polarizacijo, je treba celovito in uravnoteženo upoštevati različne dejavnike. V primerjavi s komunikacijskimi vlakni mora biti vlakno, ki vzdržuje polarizacijo kot komponenta aplikacij za zaznavanje, občutljivo na nekatere zunanje pogoje, hkrati pa se izogibati preveč občutljivosti na druge pogoje. Zato je težko oblikovati in razviti vlakna, ki ohranjajo polarizacijo. Vendar pa s hitrim razvojem aplikacij, kot je internet stvari, narašča povpraševanje po posebnih vlaknih, kar bo spodbudilo nadaljnji napredek in inovacije na področju vlaken, ki ohranjajo polarizacijo, in povezanih tehnologij.