Одномодовый волоконный световод для поляризационного модового фильтра

 

Использование: волоконная оптика, волоконные линии связи, конструирование волоконных датчиков физических величин. Сущность изобретения: одномодовый волоконный световод для поляризационного модового фильтра содержит световедущую жилу, два нагружающие стержня круглой формы. Нагружающие стержни расположены по обе стороны от световедущей жилы и создают в ней механические напряжения. Световод содержит внешнюю защитную оболочку плоской формы. Отражающая оболочка выполнена из материала, имеющего показатель преломления ниже на 2-5·10^-3 чем показатель преломления защитной оболочки, и диаметром, равным 2 3 D_ж где D_ж диаметр световедущей жилы. 3 ил.

Изобретение относится к волоконной оптике и может быть использовано в волоконных линиях связи, а также при конструировании волоконных датчиков физических величин.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является одномодовый волоконный световод для поляризационного модового фильтра, включающий световедущую жилу, отражающую оболочку, два нагружающие стержня круглой формы, расположенные по обе стороны от световедущей жилы и создающие в ней механические напряжения и внешнюю защитную оболочку плоской формы.

Основными недостатками известной конструкции световода является недостаточная степень затухания в световоде нежелательной поляризационной моды.

Цель изобретения увеличение коэффициента затухания нежелательной поляризационной моды в волоконном модовом фильтре.

Цель достигается тем, что в одномодовом волоконном световоде для поляризационного модового фильтра, включающем световедущую жилу, отражающую оболочку, два нагружающие стержня круглой формы, расположенные по обе стороны от световедущей жилы и создающие в ней механические напряжения и внешнюю защитную оболочку плоской формы, отражающая оболочка выполнена из материала, имеющего показатель преломления ниже на 2-5˙10^-3, чем показатель преломления защитной оболочки, и диаметром, равным 2-9 D_ж, где D_ж диаметр световедущей жилы.

На фиг. 1 показан поперечное сечение и профиль распределения показателя преломления вдоль оси у известной конструкции световода; на фиг.2 предлагаемая конструкция волоконного световода; на фиг.3 кривые спектральных потерь двух поляризационных мод в световодах с несогласованными по показателю преломления отражающей и защитной оболочками и с согласованными оболочками.

Одномодовый волоконный световод с большим двулучепреломлением содержит световедущую жилу 1, отражающую оболочку 2, нагружающие стержни 3 и плоскую защитную оболочку 4.

Профиль распределения показателя преломления вдоль оси у (фиг.1) показан кривой 5.

Предлагаемая конструкция световода (фиг.2) содержит отражающую оболочку 6, у которой показатель преломления ниже, чем показатель преломления защитной плоской оболочки 4. Профиль распределения показателя преломления по сечению световода показан кривой 7. В световоде с большим двулучепреломлением, имеющем согласованные отражающую и защитную оболочку, кривые спектральных потерь двух поляризационных мод показаны кривыми 8 (α_y) и 9 (α_x). Расщепление кривых спектральных потерь двух поляризационных мод происходит из-за того, что они имеют различные длины волн отсечки и чем больше двулучепреломление в световедущей жиле, тем больше разница длин волн отсечки у этих мод. Кривые спектральных потерь двух поляризационных мод для световода с несогласованными по показателю преломления защитной и отражающей оболочками показаны на фиг.3 кривыми 10 (α_y) и 11 (α_x). Пары кривых 10 и 11 значительно круче кривых 8 и 9 так как возрастание потерь двух поляризационных мод от длины волны является более резким. Именно из-за этого свойства волокон с несогласованными по показателю преломления отражающей и защитной оболочек поляризационные модовые фильтры с их использованием обладают лучшими характеристиками. Прямая α_o характеризующая моды (х-моды) и прямая α₁, характеризующая определенный уровень затухания у-моды показывают, что в диапазоне длин волн λ₁-λ₂ (фиг.3) модовый фильтр на основе заявленного световода имеет большее затухание нежелательной у-моды, чем модовый фильтр на основе известного световода.

Разница по показателю преломления между отражающей оболочкой и плоской защитной оболочкой в диапазоне 2-5˙10³ и диапазон диаметров отражающей оболочки 1-3 D_ж позволяет очень эффективно управлять кривизной спектральных потерь двух поляризационных мод. Эксперименты показывают, что если взять разницу по показателю преломления Δ n< 2˙10^-3 и диаметр отражающей оболочки D_обл. < 2D_ж, то кривые спектральных потерь двух поляризационных мод практически не отличаются от кривых спектральных потерь световода с согласованными оболочками. Если же взять Δ n > 2-5˙10^-3 и D_обол. > 2 D_ж, то резко возрастают потери проводимой моды световода. В световодах с несогласованными оболочками возможен однополяризационный режим работы даже без его изгиба.

Формула изобретения

ОДНОМОДОВЫЙ ВОЛОКОННЫЙ СВЕТОВОД ДЛЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО МОДОВОГО ФИЛЬТРА, включающий световедущую жилу, отражающую оболочку, два нагружающих стержня круглой формы, расположенных по обе стороны от световедущей жилы и создающих в ней механические напряжения, и внешнюю защитную оболочку плоской формы, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента затухания нежелательной поляризационной моды в волоконном модовом фильтре, отражающая оболочка выполнена из материала, имеющего показатель преломления ниже на (2 5)· 10^-3, чем показатель преломления защитной оболочки, и диаметром, равном 2 3 диаметром световедущей жилы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3