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

Abstract

The propagation of monochromatic radiation is considered in coiled spun-light guides. It is shown that the local parameters of the elliptic polarization modes, the elliptical birefringence and the angle of ellipticity, are the sum of the constant and variable components. The latter varying in accordance with the harmonic law of the fiber length and the magnitudes of the constant components are substantially larger than the amplitudes of the variable components. It is also shown that the dependence of the local azimuth of the ellipse major axis of eigenpolarization modes increases almost linearly.

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

“…В теории колебаний известно внешне довольно сходное явление: обмен энергией (амплитудой колебаний) двух маятников различной длины с резонансной механической связью, настроенной на разность собственных частот колебаний маятников 3 . Аналогия эта носит чисто формальный характер, поскольку обмен энергией двух маятников происходит во времени, а инверсия СПИ ортогональных интегральных поляризационных модв пространстве, т. е. в зависимости от длины spunсветовода z .…”

“…Длина поляризационных биений в одномодовом волоконном световоде (ОВС) -это такая длина отрезка ОВС, на которой состояние поляризации излучения (СПИ) на выходе отрезка полностью совпадает с его СПИ на входе отрезка. В общем случае длина поляризационных биений зависит от длины волны света, что приводит к деполяризации немонохроматического излучения в ОВС [1] и расплыванию коротких световых импульсов в связных (телекоммуникационных) ОВС [2,3]. В ОВС могут иметь место линейное и циркулярное двулучепреломление различной природы, и каждому из них соответствует своя длина поляризационных биений.…”

Линейная трансформация поляризационных мод в намотанных на катушку spun-световодах с сильным невозмущенным линейным двулучепреломлением. I. Нерезонансная трансформация.

“…В то же время spun-световоды имеют сильное невозмущенное линейное двулучепреломление и линейное двулучепреломление, обусловленное намоткой на катушку. Отметим также, что, как показано в [24], при весьма сильных кручениях (порядка 2 rev/mm) в spunсветоводах (несмотря на то что их закручивание происходит в зоне плавления световода) уменьшается диаметр оптической моды, возрастают оптические потери, уменьшается длина волны отсечки λ cutoff (при λ > λ cutoff потери света в ОВС резко возрастают), и подавляется поляризационная модовая дисперсия [25,26], приводящая к уширению коротких оптических импульсов в связных световодах. Как будет показано ниже, вычисление СПИ на выходе spun-световода является довольно сложной задачей.…”