ឧបករណ៍បញ្ជា THORLABS FPC030 Fiber Paddle

•  ឧបករណ៍បញ្ជាប៉ូឡារីសតបីបន្ទះអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីផ្តល់ពន្លឺទិន្នផលជាមួយនឹងស្ថានភាពបន្ទាត់រាងប៉ូលជាក់លាក់មួយ។
•  ការទទួលបានស្ថានភាពរាងប៉ូលដែលចង់បានអាចជាបញ្ហាប្រឈមនៅពេលដែលដូចករណីនៅក្នុងការងារនេះ៖
  • ស្ថានភាព​បញ្ចូល​រាងប៉ូល​មិន​ត្រូវ​បាន​គេ​ដឹង​ទេ។
  • ការផ្លាស់ប្តូរពិតប្រាកដនៅក្នុងស្ថានភាពប៉ូលដែលផ្តល់ដោយ paddle នីមួយៗខុសពីឧត្តមគតិ។
• វិធីសាស្រ្តមួយដែលត្រូវបានពិពណ៌នានៅក្នុងស្លាយទាំងនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីទទួលបានស្ថានភាពប៉ូលដែលចង់បាននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ។
• Fiber Polarization Controller (FPC) បង្កើត birefringence ដែលបណ្ដាលមកពីភាពតានតឹងក្នុងទម្រង់ single mode (SM) fiber ដើម្បីកែប្រែស្ថានភាពទិន្នផល 1.
•  នៅពេលដែលសរសៃត្រូវបានចងនៅក្នុងរង្វង់មូលរបស់ paddle ការពត់កោងបង្កើត birefringence ដែលបណ្តាលមកពីភាពតានតឹងត្រូវបានបង្កើតឡើង។
•  ការបង្វិល paddle បង្វិលបន្ទាត់រាងប៉ូល។

ពត់កោង សរសៃជុំវិញក្នុងចំនួនរង្វិលជុំ (N) អំពីអង្កត់ផ្ចិតនៃរបុំ (D) បង្កើតភាពយឺតយ៉ាវដែលបណ្ដាលមកពីការពត់កោង៖ដែល a, λ, និង d គឺជាមេគុណនៃការបត់បែនរូបថត-អ៊ីលស្ទិក ប្រវែងរលក និងអង្កត់ផ្ចិតសរសៃរៀងៗខ្លួន។1
រមួល តំបន់នៃសរសៃដោយការបង្វិល paddle ដោយមុំ τ បង្វិលបន្ទាត់រាងប៉ូលដោយមុំមួយ:
θ = ατ
ដែល α = −244 ផ្អែកលើមេគុណអ៊ីឡាស្តូអុបទិក 44 នៃសរសៃ និងសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃស្នូល។2

• នៅទីនេះយើងរាយការណ៍ពីការពិនិត្យរបស់យើងអំពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្ថានភាពប៉ូលទិន្នផលរបស់សរសៃនៅពេលដែលយើងពត់ និងបង្វិលសរសៃជាមួយនឹងឧបករណ៍បញ្ជាប៉ូលដែលមានមូលដ្ឋានលើ paddle ។ បន្ទាប់​មក​យើង​រៀប​រាប់​ពី​នីតិវិធី​មួយ​ដើម្បី​សម្រេច​បាន​នូវ​ស្ថានភាព​រាង​ប៉ូល​ដែល​ចង់​បាន។

1.  R. Ulrich, SC Rashleigh, និង W. Eickhoff, “Bending-induced birefringence in single-mode fibers” Opt. ឡេត 5, 273-275 (1980) ។
2. R. Ulrich, A. Simon, “Polarization optics of twisted single-mode fibers” Appl. ជ្រើសរើស 18, 2241-2251 (1979) ។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធរង្វិលជុំ

•  ភាពយឺតយ៉ាវដែលផ្តល់ដោយ paddle តែមួយគឺអាស្រ័យលើប្រវែងនៃ fiber coiled នៅក្នុង paddle ។ ប្រវែងគឺជារង្វង់នៃបទដែលគុណនឹងចំនួនរង្វិលជុំ។
•  paddle នីមួយៗអាចទទួលយកបានតែចំនួនរង្វិលជុំទាំងមូលប៉ុណ្ណោះ។
•  ចំនួននៃរង្វិលជុំនៅលើ paddle នីមួយៗត្រូវបានជ្រើសរើសជាទូទៅដើម្បីផ្តល់នូវអាកប្បកិរិយាប្រហាក់ប្រហែលនឹងចានរលក λ/4 ឬ λ/2 ។
  ការពន្យារទ្រឹស្តីធៀបនឹងចំនួនរង្វិលជុំសម្រាប់ 1310 nm និង 1550 nm ។
• បង្ហាញគ្រោងទ្រឹស្តីសម្រាប់ការយឺតយ៉ាវជាមុខងារនៃចំនួនរង្វិលជុំនៅ 1310 nm និង 1550 nm ។
•  នៅ 1310 nm និងដោយប្រើបន្ទះប៉ូឡូញ FPS030 ចានរលក λ/4 និង λ/2 នឹងត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើ 1.2 និង 2.8 រង្វិលជុំរៀងគ្នា។
•  សម្រាប់ការងារនេះ ហើយយោងទៅតាមការអនុវត្តស្តង់ដារ រង្វិលជុំចំនួន 2 ត្រូវបានរុំនៅក្នុង paddle ដំបូង 3 នៅក្នុងទីពីរ និង 2 នៅក្នុងទីបី។
• ដោយប្រើចំនួនរង្វិលជុំទាំងនេះ គ្មានបន្ទះណាមួយត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងដំណើរការបានល្អឥតខ្ចោះជាបន្ទះរលក λ/4 ឬ λ/2 នៅ 1310 nm ។

ការរចនាពិសោធន៍

•  ឡាស៊ែរ 1310 nm (S1FC1310) ដែល​មាន​ទិន្នផល​រាងប៉ូល​តាម​អំពើ​ចិត្ត​ត្រូវ​បាន​ភ្ជាប់​ទៅ​ក្នុង​បន្ទះ​ប៉ូឡា​រីសត (FPC030) ដែល​ត្រូវ​បាន​ផ្ទុក​មុន​ដោយ​សរសៃ SMF28e+ ដោយ​ប្រើ​ 2-
  3- 2 ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធរង្វិលជុំ។
• លទ្ធផលនៃបន្ទះសរសៃត្រូវបានភ្ជាប់ទៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ជាប់សរសៃ (F220FC-C) ហើយធ្នឹមលំហទំនេរបានឆ្លងកាត់ទាំងឧបករណ៍វិភាគប៉ូឡូរីស ឬប៉ូឡារីម៉ែត្រ។
•  Polarimeter (PAX5710IR2-T) បានផ្តល់ការមើលឃើញនៃការផ្លាស់ប្តូរបន្ទាត់រាងប៉ូល ដើម្បីបង្កើតការយល់ដឹងកាន់តែប្រសើរឡើងអំពីការផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កើតឡើងដោយ paddles ។
•  ឧបករណ៍វិភាគត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់បន្ទាត់រាងប៉ូល (ប៉ូលតែមួយ) ឬរាងជារង្វង់ (ប៉ូឡារីស័រ និងបន្ទះរលក) ហើយលទ្ធផលត្រូវបានត្រួតពិនិត្យនៅលើឧបករណ៍វាស់ថាមពល ដើម្បីបង្កើតប៉ូលលីនេអ៊ែរទិន្នផលដែលចង់បានតាមទិសទៅឧបករណ៍វិភាគ។

ការដំឡើងសាកល្បង

1. 1000 - 1250 nm Polarimeter: PAX5710IR2-T
2.  1310 nm Benchtop Laser ប្រភព៖ S1FC1310
3. SMF-28e+ SM Fiber៖ SMF-28-J9
4. ឧបករណ៍បញ្ជាសរសៃប៉ូឡារីសៈ FPC030
5.  Fiber Collimator: F220FC-C
6.  1310 nm Quarter-Wave Plate: WPQ05M-1310
7. 650 – 2000 nm Linear Polarizer: LPNIR100
8. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាថាមពល Photodiode 700 - 1800 nm: S132C
9.  កុងសូលម៉ែត្រថាមពល និងថាមពល៖ PM100D

លទ្ធផល - ការមើលឃើញការផ្លាស់ប្តូររាងប៉ូល

•  ការផ្លាស់ប្តូររាងប៉ូលត្រូវបានគេមើលឃើញសម្រាប់ទាំងការបញ្ចូល 1310 nm និង 1550 nm ខណៈពេលដែលបង្វិល paddle នីមួយៗដោយឡែកពីគ្នានៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធរង្វិលជុំ 2-3-2 ។

ប៉ាវសរសៃ ១

•  paddle ទាំងបីបានចាប់ផ្តើមនៅក្នុងទីតាំងថេរ បញ្ឈរ ហើយបន្ទាប់មក paddle នីមួយៗត្រូវបានបញ្ជាក់តាមរយៈជួរធ្វើដំណើរពេញលេញរបស់វា ខណៈដែលពីរផ្សេងទៀតនៅតែស្ថិតក្នុងទីតាំងចាប់ផ្តើម និងទីតាំងបញ្ឈរ។

ប៉ាវសរសៃ ១

•  បន្ទះ 2-loop paddles បានផ្តល់ការផ្លាស់ទីលំនៅភាគច្រើនក្នុងទិសដៅបញ្ឈរ (រវាងបង្គោលរាងជារង្វង់)។

ប៉ាវសរសៃ ១

•  បន្ទះ 3-loop paddle បានផ្តល់ការផ្លាស់ទីលំនៅភាគច្រើនក្នុងទិសផ្ដេក (ស្របទៅនឹងបន្ទាត់រាងប៉ូលអេក្វាទ័រ)។

នីតិវិធីបង្កើតរដ្ឋប៉ូឡារីយ្យង់ដែលចង់បាន

• បន្ទាប់​ពី​មើល​ឃើញ​ការ​ផ្លាស់​ប្តូ​រ​បន្ទាត់​រាង​ប៉ូល យើង​បាន​បង្កើត​នីតិវិធី​មួយ​ដើម្បី​បំប្លែង​ស្ថានភាព​បន្ទាត់​រាង​ប៉ូល​ដែល​បញ្ចូល​តាម​អំពើ​ចិត្ត​ទៅ​ជា​រដ្ឋ​ប៉ូល​លីនេអ៊ែរ​ខុស​គ្នា​ទាំង​បួន។
  (ផ្ដេក បញ្ឈរ និង ±45˚) និងស្ថានភាពរាងជារង្វង់ពីរ (រង្វង់ដៃស្តាំ និងឆ្វេង)។
• ខណៈពេលដែលវាមានភាពសាមញ្ញក្នុងការស្វែងរកស្ថានភាពបន្ទាត់រាងប៉ូលជាមួយ Polarimeter យើងបានបង្កើតនីតិវិធីដោយប្រើឧបករណ៍វិភាគ និងឧបករណ៍វាស់ថាមពលសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ទូទៅបន្ថែមទៀត៖

1. វាស់ថាមពលសរុបចេញពីឧបករណ៍បញ្ជាបន្ទាត់រាងប៉ូល P0 ជាមួយនឹងឧបករណ៍វាស់ថាមពល។
2. ដឹកនាំធ្នឹមទិន្នផល (បន្ទាប់ពីឧបករណ៍បញ្ជាប៉ូឡារីស័រ) តាមរយៈឧបករណ៍វិភាគបន្ទាត់រាងប៉ូល។ ឧបករណ៍វិភាគគួរតែត្រូវបានតម្រឹមរាងពងក្រពើទៅនឹងស្ថានភាពបន្ទាត់រាងប៉ូលដែលចង់បាន។ សម្រាប់អតីតampលេ៖
   1. បន្ទាត់រាងប៉ូលបញ្ឈរ៖ អ័ក្សបញ្ជូនបន្ទាត់រាងប៉ូលត្រូវតែផ្ដេក។
   2.  បន្ទាត់រាងជារង្វង់ដៃស្តាំ៖ ពន្លឺឆ្លងកាត់ចានរលកមួយភាគបួន ហើយបន្ទាប់មកបន្ទាត់រាងប៉ូលដែលមានអ័ក្សបញ្ជូនរបស់ប៉ូល័រ 45˚ CCW ដោយគោរពតាមអ័ក្សរលកនៃចានដែលមើលទៅក្នុងទិសដៅនៃការសាយភាយនៃធ្នឹម។
3.  បង្វិលបន្ទះសរសៃពាក់កណ្តាលរលក (បន្ទះកណ្តាល) ឆ្លងកាត់ជួរពេញលេញ ខណៈពេលដែលត្រួតពិនិត្យថាមពលលទ្ធផលតាមរយៈឧបករណ៍វិភាគ Pr. ទុកបន្ទះជួសជុលនៅទីតាំងនៃថាមពលអប្បបរមាសម្រាប់ដំណើរការដែលនៅសល់។
4. ប្រើបន្ទះសរសៃអំបោះពីរភាគបួនដែលនៅជាប់គ្នា (តែមួយក្នុងពេលតែមួយ) រហូតដល់អប្បរមាទាបត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅឧបករណ៍វាស់ថាមពល។ ជាទូទៅវានឹងតម្រូវឱ្យធ្វើឡើងវិញជាច្រើនដើម្បីឈានដល់សមាមាត្រផុតពូជប៉ូឡូរីដែលចង់បាន (Pr / P0) ។

•  ប្រសិនបើសមាមាត្រ Polarization Extinction (PE) ដែលចង់បានមិនត្រូវបានសម្រេចទេ អ្នកប្រើប្រាស់អាចព្យាយាមកែសម្រួល paddle កណ្តាល និង/ឬចាប់ផ្តើមពីដំបូង ដើម្បីធានាថាពួកវាមិនជាប់គាំងនៅកម្រិតអប្បបរមាក្នុងស្រុក។ នៅក្នុងការធ្វើតេស្តរបស់យើង យើងសម្រេចបានសមាមាត្រ PE នៃ 1,000:1 (-30 dB) ។

ការមើលឃើញការបង្រួមអប្បបរមាថាមពល

• នៅទីនេះយើងបានបង្កើតការមើលឃើញនៃការផ្លាស់ប្តូររាងប៉ូលក្នុងអំឡុងពេលបច្ចេកទេសកាត់បន្ថយថាមពល1.
• ដានពណ៌ក្រហមបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរដោយសារតែបន្ទះទី 2 ដែលមានសរសៃចំនួន 3 ដូចដែលវាត្រូវបានបង្វិល។ នៅពេលដែលថាមពលអប្បបរមាត្រូវបានរកឃើញ បន្ទះត្រូវបានទុកនៅក្នុងទីតាំង (មិនត្រូវបានអនុវត្តបន្ថែមទេ)។
•  ថាមពលត្រូវបានបន្ទាបបន្ថែមទៀតដោយការបង្វិលបន្ទះទី 1 ម្តងហើយម្តងទៀតជាមួយនឹងរង្វិលជុំសរសៃ 2 ដែលបង្ហាញដោយដានពណ៌ខៀវ និងបន្ទះទី 3 ផងដែរជាមួយនឹងរង្វិលជុំសរសៃចំនួន 2 ដែលបង្ហាញដោយដានពណ៌លឿង។
• ដំណើរការដដែលៗបានបង្កើតឡើងនូវដានពណ៌ខៀវ និងពណ៌លឿងដែលមើលឃើញនៅលើលំហ Poincaré រហូតដល់កម្រិតអប្បបរមាជាសកល (-30 dB polarization ratio) ត្រូវបានសម្រេច។ ក្នុងករណីនេះ ថាមពលដែលបានបង្រួមអប្បបរមាត្រូវគ្នាទៅនឹងបន្ទាត់រាងប៉ូលផ្ដេក ពីព្រោះឧបករណ៍វិភាគត្រូវបានតម្រឹមទៅនឹងបន្ទាត់រាងប៉ូលបញ្ឈរ។

1 ខណៈពេលដែលតួលេខនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងពីទិន្នន័យពិត យើងត្រូវប្តូរបន្ទាត់រាងប៉ូល និងឧបករណ៍វិភាគដើម្បីស្វែងរកអប្បបរមាពិត ហើយបន្ទាប់មកភ្ជាប់ទីតាំងថាមពលអប្បបរមាជាមួយនឹងចំណុចបញ្ចប់នៃការធ្វើម្តងទៀតមុនសម្រាប់គោលបំណងបង្ហាញ។ ផ្លូវពិតប្រាកដ និងចំនួននៃការធ្វើម្តងទៀតគឺអាស្រ័យលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗ (សូមមើលស្លាយបន្ទាប់)។

ដែនកំណត់នៃការពិសោធន៍

• ការវាស់វែងទាំងអស់ត្រូវបានកត់ត្រានៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ជាមួយនឹងខ្សែអាត់ភ្ជាប់ទៅនឹងតុអុបទិក។ វាអាចទៅរួចសម្រាប់ផលប៉ះពាល់បរិស្ថានក្នុងការផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពប៉ូលនៃទិន្នផល ដូចជាការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព និងការរំញ័រ។
• LPNIR100 polarizer នៅក្នុងឧបករណ៍វិភាគផ្តល់នូវសមាមាត្រការផុតពូជនៃប៉ូល (PE) នៃ> 100,000: 1 នៅ 1310 nm និង 1550 nm ។ វាជារឿងសំខាន់ដែលត្រូវចងចាំថា ប៉ូឡូរីស័រសេដ្ឋកិច្ចដែលមានសមាមាត្រ PE ទាប ឬប៉ូឡូរីស័របុព្វលាភដែលមាន PE ខ្ពស់ជាង អាចផ្តល់នូវសមាមាត្រ PE ទាប ឬខ្ពស់ជាងនេះ នៅពេលវាស់ប៉ូលទិន្នផល។

សង្ខេប

•  ការវាស់វែងត្រូវបានកត់ត្រាដើម្បីពិនិត្យមើលការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្ថានភាពប៉ូឡូញ នៅពេលប្រើឧបករណ៍បញ្ជាប៉ូលហ្វាយប័របីបន្ទះ (FPC031)។
•  លទ្ធផលពិសោធន៍បង្ហាញ៖
•  Paddles ដែលមានលេខ 2 និង 3 នៃរង្វិលជុំមិនមានឥរិយាបទដូច λ/2 ឬ λ/4 wave retarders ទេ។
• សម្រាប់បន្ទះទី 1 និងទី 3 ដែលមានរង្វិលជុំសរសៃចំនួន 2 ការផ្លាស់ទីលំនៅភាគច្រើននៅក្នុងទិសដៅបញ្ឈរ (រវាងបង្គោលរាងជារង្វង់) ។
• បន្ទះទី 2 ដែលមានសរសៃ 3 រង្វិលជុំបានផ្លាស់ទីលំនៅប៉ូឡារីយហ្សីនភាគច្រើនក្នុងទិសផ្ដេក (ស្របទៅនឹងអេក្វាទ័របន្ទាត់រាងប៉ូល)។
• នីតិវិធីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីសម្រេចបាននូវស្ថានភាពប៉ូឡូរីសៀសលំហទំនេរ បន្ទាប់ពីឧបករណ៍បញ្ជាប៉ូឡារីសៀដោយប្រើឧបករណ៍វិភាគដែលតម្រឹមទៅរដ្ឋអ័រតូហ្គោន និងសមាមាត្រការផុតពូជនៃបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃ 1,000:1 (-30 dB) ។

ឯកសារ/ធនធាន

ឧបករណ៍បញ្ជា THORLABS FPC030 Fiber Paddle [pdf] សៀវភៅណែនាំ FPC030, ឧបករណ៍បញ្ជា Paddle Fiber, FPC030 Fiber Paddle Controller, Paddle Controllers, Controllers

ឯកសារយោង

• សៀវភៅណែនាំអ្នកប្រើប្រាស់