Волоконний світловод

Волоконний світловод, що містить серцевину та оболонку, який відрізняється тим, що серцевина волокна спірально закручена з радіусом кривизни R і кроком h, значення яких задовольняють нерівності Винахід відноситься до оптичного будування приладів, в частковості, до волоконної оптики ВІДОМІ ОПТИЧНІ волокна що зберігають основну моду волокна на одній компоненті циркулярної поляризації [1 A J Batiow, J J Ramskov-Hanson, N D Payne Birefringence and polarisation modedispersion in spun single-mode fibers// Applied Optics 1981, v 20 № 17, p 2962 - 2968)] Таке волоко являє собою світловод, який складається з серцевини і оболонки Показники заломлення серцевини і оболонки, а також радіус волокна підбираються таким чином, щоб величина хвилеводного параметру V < 2,4 Тоді волокно спроможно підтримувати рільки основну НЕцмоду Серцевина волокна володіє ЛІНІЙНИМ двупроменезаломленням Д|_, а ВІСІ двупромензаломлення ма ютьь закрутку вздовж довжини волокна на питомий кут L За рахунок такої закрутки в середовищі волокна виникає циркулярне двупроменезаломлення Де Якщо підібрати кут закрутки таким чином шо Д|_ « Ас, тоді у волокні будуть розповсюджуватися власні моди тільки на одній круговій полярищацм або з правою, або з лівою циркуляцією Режим мод, на яких волокно буде пропускати світло, задається умовами збудження При збудженні правою поляризацією волокно пропускає НЕц+моду, а при збудженні лівою поляризацію НЕЦ моду Якщо ж волокно збуджується довільно поляризованим світлом, тоді в ньому реалізуються » 8л ^ cos 1+ 2Д72 2TIR де р - радіус серцевини волокна, д - висота профілю розподілу показника заломлення, А\/ - хвилевідний параметр водночас обидві власні моди, між якими виникають стукання і однорідна поляризація не може встановитися Для того, щоб крізь таке волокно пропустити оптичний вихорь необхідно його хвилеводний параметр збільшити як V псі_ Радіус волокна р і величини показників заломлення пс і псі_ підбираються за умови оборотах явиться ЗНаЧНО біЛЬШе ПреЦеСІЙНОЇ З приблизно на довжині Z h Питома нутаційна фаза буде 5pN = — - = —З іншого боку, всі вихорі волокна мають додаткову прецесійну топологічну фазу за рахунок прецесії вектору Пойнтинга кожного вихоря Питоме значення цієї фази уявляє поляризаційна поправка ^Рі-т , де L,m - модові індекси вихорю Нестійки вихорі, які викликані прецесійним рухом, будуть частково подавлені, якщо нутаційна фаза ви п=М— Pv , Таким чином, якщо параметри навівки спіралі серцевини волокна відповідають вимогам sp N »spf p ' 2л де Е - оператор взяття цілої частини, тоді у волокні виникне селективне подавления нестійких вихорів, таке спіральне волокно відповідає поставленій меті Приклад Виберемо оптичне волокно з параболічним профілем показника заломлення А n2=ng(1-2ASR2) де S = R " висота профілю Р показника заломлення В такому волокні поляризаційна поправка визначається, як (2Д)' 2pV Тоді, ЯКЩО І = 1, з першої умови випливає вимога - | cos' h 1+ 2TIR Якщо прийняти Д«0,005, тоді залежність між радіусом кривизни спіралі і її кроком можна уявити графічно у вигляді параметричної поверхні (фіг 2) Залежність між радіусом спіралі R, її кроком h і параметром F, (координати по вертикальній осі), що відповідає вимогам F » (2Д)3/2 По горизонтальним осям довжини вимірюються в мікронах З графіка видно, що радіуси кривизни і кроку спіралі відповідають технічно здійсненим значенням Резонансна умова на крок спіралі вибирається з другої вимоги на величину числа m Оскільки для m = 1 крок спіралі тоді більш точне значення числа m можна знайти з вимоги ,пп ґ — /X для h и 50мкм, X = О.бЗмкм, знаходимо m = 75 Так, 45773 Фиг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71