PM ファイバー ビート長計算機

偏光維持ファイバ (PMファイバ)

偏光維持 (PM) ファイバは、光がファイバ内を伝播する際に偏光状態を維持するように設計された特殊な光ファイバです。この特性は、ファイバ光センサ、通信、レーザーシステムなど、高い偏光純度を必要とするアプリケーションにおいて不可欠です。

歴史的背景

PMファイバは、光ファイバシステムにおける光の偏光を維持するという課題に対処するために開発されました。標準的なファイバでは、応力や不完全さなど様々な要因により、光の偏光状態が変化し、特定の偏光状態に依存するシステムのパフォーマンスが低下することがあります。

計算式

PMファイバのビート長（\(L_B\)）は、偏光状態が混ざり始めるまでに光がファイバ内で伝播する距離を表す尺度であり、次の式で計算されます。

\[ L_B = \frac{\lambda}{\Delta n} \]

ここで：

• \(L_B\) はミリメートル単位のビート長です。
• \(\lambda\) はナノメートル単位の光の波長です。
• \(\Delta n\) はファイバの複屈折です。

計算例

複屈折 (\(\Delta n\)) が 0.0005、波長 (\(\lambda\)) が 1550 nm の PM ファイバの場合、ビート長 (\(L_B\)) は次のように計算されます。

\[ L_B = \frac{1550}{0.0005} = 3100000 \text{ nm} = 3100 \text{ mm} \]

重要性と使用事例

PMファイバは、光の偏光状態を維持することが重要なアプリケーションにおいて不可欠です。偏光モード分散を低減するための光ファイバ通信、レーザーキャビティの一部としてのファイバレーザー、そして偏光状態の変化に基づいて測定を行うセンサで使用されます。

よくある質問

1. 複屈折とは何ですか？

   • 複屈折は、物質が光を 2 本の光線に分割する光学特性であり、各光線は異なる速度を持っています。PMファイバでは、この特性を利用して光の偏光状態を維持しています。

2. PMファイバにおけるビート長はなぜ重要ですか？

   • ビート長は、PMファイバが偏光を維持する効果の尺度を提供します。ビート長が短いほど、パフォーマンスが向上することを意味し、特定の距離にわたって偏光状態が混ざり合うことが少なくなります。

3. PMファイバは偏光モード分散を完全に解消できますか？

   • PMファイバは偏光モード分散を大幅に低減しますが、完全に解消することはできません。環境条件やファイバの不完全さなど、他の要因が依然として分散に寄与する可能性があります。