Sợi quang giữ phân cực cần đưa ánh sáng vào đúng trục vì sao?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Sợi quang giữ phân cực được thiết kế có hai trục truyền khác nhau rõ rệt, giúp hạn chế việc công suất chuyển ngẫu nhiên giữa hai trạng thái phân cực. Muốn giữ ánh sáng phân cực thẳng theo cách thường dùng, phải ghép nó dọc một trục thích hợp. Chữ “giữ” không có nghĩa mọi trạng thái đưa vào đều được sao nguyên ra ngoài.
Hai thành phần không tích lũy pha giống nhau
Tính lưỡng chiết tạo ra trục nhanh và trục chậm: các thành phần tương ứng có sự tiến pha khác nhau khi truyền. Một số sợi tạo lưỡng chiết bằng ứng suất được thiết kế quanh lõi.
Sự khác biệt này giúp hạn chế ghép công suất do những nhiễu nhỏ, trong điều kiện sử dụng phù hợp. Nó không biến sợi thành một thanh cứng hoàn toàn miễn nhiễm với uốn, nhiệt hoặc lỗi đầu nối.
Đặt lệch trục thì chuyện gì xảy ra?
Ánh sáng phân cực thẳng nghiêng so với hai trục có thể được phân tích thành hai thành phần cùng tồn tại. Khi truyền, chúng tích lũy độ lệch pha. Khi ghép lại ở đầu ra, trạng thái có thể thành phân cực elip thay vì giữ phương thẳng ban đầu.
Vì thế cần phân biệt giữ công suất trên trục đã chọn với giữ một dạng chồng bất kỳ của hai trục. Hai điều này không tương đương.
Đầu nối cũng phải biết đâu là trục
Dấu định hướng trên đầu nối giúp canh hai đoạn sợi theo các trục mong muốn. Nếu xoay lệch khi ghép, một phần công suất có thể đi sang trục không định dùng, dù ánh sáng vẫn truyền được qua mối nối.
Ví dụ, hệ giao thoa hay cảm biến cần trạng thái phân cực ổn định có thể nhạy với sự ghép sai ấy. Chỉ thấy đầu ra vẫn sáng không chứng minh mọi thông tin phân cực đã được giữ đúng.
Hiểu lầm: sợi PM là kính phân cực hấp thụ hết một thành phần rồi chỉ cho thành phần kia đi. Sợi thông thường thuộc loại này vẫn có thể truyền cả hai trục; cấu trúc chủ yếu kiểm soát việc ghép giữa chúng.
Ghi nhớ: hai trục được tạo rõ, đầu vào cần chọn đúng trục, đầu nối phải canh đúng; duy trì phân cực là điều kiện của cả đường truyền.
Đọc thêm
- Vì sao một xung sáng ngắn có thể bị kéo dài trong sợi quang?
- Một sợi quang truyền nhiều luồng dữ liệu bằng các màu khác nhau ra sao?