Линейная трансформация поляризационных мод в намотанных на катушку spun-световодах. II. Резонансная трансформация

Abstract

Рассчитана резонансная линейная трансформация интегральных взаимно-ортогональных поляризационных мод для типичных параметров намотанных на катушку spun-световодов для четырех случаев. В первых трех случаях попарно совпадают пространственные периоды (длины) поляризационных биений невозмущенного линейного двулучепреломления, обусловленного намоткой spun-световода на катушку, невозмущенного линейного двулучепреломления и связанного с кручением spun-световода циркулярного двулучепреломления. Показано, что во всех трех случаях имеют место ярко выраженные резонансные явления, которые заключаются в периодическом изменении эллиптичности собственных интегральных поляризационных мод spun-световодов. При этом поляризация интегральных собственных мод меняется от линейной до правоциркулярной, затем до линейной, затем до левоциркулярной, затем опять до линейной. При этом во всех трех случаях имеются некоторые качественные различия. Показано, что при определенных значениях длины spun-световод утрачивает сильное двулучепреломление. Рассмотрен также случай, когда все три указанные длины поляризационных биений равны между собой. Показано, что в этом случае эволюция интегральных поляризационных мод заметно отличается от трех предыдущих случаев. Проведен расчет эволюции состояния поляризации излучения от длины spun-световодов с ее представлением на сфере Пуанкаре. Приведена оптико-механическая аналогия резонансной линейной трансформации ортогональных поляризационных мод в spun-световодах.

Линейная трансформация поляризационных мод в намотанных на катушку spun-световодах. III. Приближенное аналитическое представление

“…В наших предыдущих работах [1,2] методом численного моделирования параметров матриц Джонса были проведены расчеты интегральных коэффициентов нерезонансной [1] и резонансной [2] линейной трансформации взаимно ортогональных поляризационных мод для типичных параметров намотанных на катушку spunсветоводов. Как показано в [1,2], численное моделирование осложняется тем, что локальные значения линейного двулучепреломления и кручения осей spunсветовода непрерывно меняются вдоль световода. Вследствие этого для обеспечения необходимой точности вычислений длина spun-световода разбивалась на весьма короткие (по сравнению с пространственным периодом биений поляризационных мод, шагом кручения и радиусом намотки) участки одинаковой длины (∼2.5 µm).…”

Точные решения для локальных параметров поляризационных мод в намотанных на катушку spun-световодах с сильным невозмущенным линейным двулучепреломлением. I. Нерезонансная линейная трансформация

“…В наших работах [1][2][3] методом численного моделирования параметров матриц Джонса были проведены расчеты линейной трансформации интегральных характеристик собственных взаимно-ортогональных поляризационных мод для типичных параметров намотанных на катушку spun-световодов. Как показано в [1][2][3], численное моделирование осложняется тем, что локальные значения линейного двулучепреломления и кручения осей spun-световода непрерывно меняются вдоль световода. Локальными мы называем параметры собственных поляризационных мод в бесконечно коротком отрезке световода.…”

“…Для получения точных значений интегральных параметров намотанных на катушку spun-световодов требуется решить дифференциальное уравнение Риккати [1][2][3], которое в общем случае не имеет решения в квадратурах [5]. Для получения точных значений локальных параметров намотанных на катушку spun-световодов решения дифференциальных уравнений не требуется.…”

“…В настоящей работе, так же, как и в [1][2][3], мы рассмотрим распространение монохроматического излучения в намотанных на катушку spun-световодах, поскольку при распространении немонохроматического излучения локальные параметры одномодовых волоконных световодов (ОВС) произвольного типа зависят от длины волны света [6].…”

“…В работах [1,3] мы рассмотрели нерезонансную, а в работе [2] резонансную линейную трансформацию интегральных параметров намотанных на катушку spunсветоводов. Здесь мы рассмотрим нерезонансную линейную трансформацию локальных параметров намотанных на катушку spun-световодов.…”