光纖的雙折射和偏振

當光纖存在雙折射時，HE11模的兩種相互垂直偏振模式的傳播速度將不再相同。

　　雙折射的名稱由兩個偏振方向的折射率不同而得來。產生雙折射現象的原因主要是無法滿足折射率絕對圓對稱的條件。這通常是由光纖的截面不是理想的圓(幾何雙折射)或者光纖內部不平衡壓力(應力雙折射)造成的。這時，HE11模在不同的偏振方向將具有不同的傳播速度。因此，HE11模的兩種相互垂直的偏振模式將不再以同一速度傳播。雙折射現象在常規光纖中還不太明顯，但是在保偏光纖(為了保持光線的偏振狀態)中就很明顯了。由于兩種偏振具有不同的傳播特性，偏振狀態才得以保留。這樣就有效地防止了兩種偏振模式在傳播過程中的能量耦合。

　　在制造保偏光纖的過程中我們故意使光纖呈現出不對稱性。比如橢圓纖芯光纖(長軸和短軸上的等效折射率不同)和包含不對稱壓力產生部件的光纖。蝴蝶結領結形狀的陰影區摻入了大量的雜質元素(如硼)。由于摻入元素的熱膨脹系數和包層硅的熱膨脹系數大不一樣，將在纖芯上產生一個非對稱的壓力。這樣使得單模光纖的兩個垂直偏振狀態之間無法耦合，從而產生了應力雙折射。

　　保偏光纖可以應用在光纖陀螺和相干光檢測系統等許多場合。

　　另外，還有一種特殊的光纖——偏振光纖。這種單模光纖只允許HE11模中的某一個垂直偏振模式傳播。為了達到這個目的，在設計光纖的時候有意引入不對稱性，使得我們不想得到的模式比另外一個模式的損耗要大得多，這時只有一個模式在光纖中傳播。當光源是非偏振光時，可以采用這種光纖得到某一方向的偏振光。

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