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偏振拍長
偏振拍長是雙折射介質中干涉效應的周期。
當兩束不同方向的線偏振光在雙折射介質中傳播時,它們的相位變化不同。假設每個偏振波都沿著介質的一個主軸方向傳播,因此在傳播過程中偏振方向保持不變。
對于具有相同頻率的單色波來說,相位延遲的差值與傳播長度L和波數差值Δk(體介質)或者傳播常數Δβ的虛部(波導中)成正比:
這表明經過整數倍的偏振拍長(或偏振拍距離)后,兩波的相位關系是不變的,偏振拍長為:
假如兩束光初相位為0(L=0),總的偏振態是線偏振的,那么經過四分之一偏振拍長后,相位差為π?/?2,可以得到圓偏振光。
經過一半拍長后,重新得到線偏振光,只是與初始方向之間夾角為90°。而經過一整個拍長后,得到的偏振方向與初始的方向相同。
保偏光纖的偏振拍長僅為幾厘米,甚至幾個毫米。這比將光纖彎曲成徑向對稱的設計得到的雙折射還要強。采用光子晶體光纖甚至能實現亞毫米的偏振拍長。強的雙折射造成偏振拍長較短,從而光纖對模式耦合效應的靈敏度減小,這是由于制作過程做的瑕疵或者機械應力引起的。
盡管對稱設計的光纖中由于存在瑕疵以及受到機械應力而產生雙折射,但是光纖并沒有準確的偏振拍長,甚至沒有一個準確的偏振軸。
測量光纖中的偏振拍長
可以采用多種方法測量光纖中的偏振拍長。由于很難直接檢測光纖中的光,以及改變光纖長度,因此測量時光纖的長度是固定的。
一種方法是注入線偏振的寬帶光(例如,來自于超發光光源),然后記錄光纖中透射光的光譜。光譜是振蕩的,周期為Δλ,因此可以得到偏振拍長為:
以上方程采用了有效折射率差與波長幾乎無關的假設。
還有一些更復雜的測量方法,例如,利用光纖非線性效應,如布里淵散射。有些可以空間上分辨光纖中的雙折射。
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