Polarisierungserhaltende Patchkabel: Funktionsprinzip, Typen und wichtigste Vorteile

Eine besondere Art von Glasfaser-Patchkabel ist das polarisationserhaltende Patchkabel (PM-Patchkabel). Es gibt zahlreiche Anwendungsbereiche dafür. Falls Sie PM-Glasfaser-Patchkabel benötigen, finden Sie hier alle wichtigen Informationen dazu.

PM-Glasfaser-Patchkabel

Wird linear polarisiertes Licht korrekt in eine PM-Glasfaser eingekoppelt, behält es seine lineare Polarisation während der gesamten Ausbreitung bei und verlässt die Faser in einem bestimmten linearen Polarisationszustand. PM-Glasfasern sind Einmoden-Glasfasern. Ein PM-Glasfaser-Patchkabel ist ein Glasfaserkabel, das aus PM-Fasern besteht und an beiden Enden hochwertige Keramik-Glasfaserstecker besitzt. Es ist ein grundlegendes passives optisches Bauteil.

PM-Patchkabel: Wozu werden sie benötigt?

Beim Biegen oder Verdrehen einer herkömmlichen Faser entstehen Spannungen, die den Polarisationszustand des durchtretenden Lichts verändern. Die endgültige Ausgangspolarisation ändert sich mit der Zeit, wenn die Faser Umwelteinflüssen wie Positions- oder Temperaturänderungen ausgesetzt ist. Dies ist in vielen Anwendungen, die eine konstante Ausgangspolarisation erfordern, unerwünscht und gilt selbst für kurze Faserlängen. PM-Lichtwellenleiter-Patchkabel sind spezielle optische Komponenten, die die Eigenschaften speziell gefertigter Glasfasern nutzen, um die Übertragungsparameter einer bestimmten Anwendung zu unterstützen.

Um dieses Problem zu lösen, wurden PM-Fasern entwickelt. Sie funktionieren, indem sie zwei zueinander senkrechte Polarisationen mit unterschiedlichen Lichtgeschwindigkeiten durch die Fasern leiten. Die schnelle und die langsame Achse der Faser bilden die beiden Hauptübertragungsachsen, die durch diese Doppelbrechung entstehen. Selbst unter äußeren Einflüssen ist das aus einer PM-Faser austretende Licht linear polarisiert und entlang einer dieser beiden Achsen ausgerichtet, sofern das einfallende Licht linear polarisiert und entlang dieser Achse orientiert ist. Bei korrekter Anwendung kann ein ein Meter langes, aus PM-Faser gefertigtes Patchkabel die Polarisation bei 1550 nm in der Regel auf mindestens 30 dB halten. Die Einkopplungsbedingungen in eine PM-Faser bestimmen natürlich, wie effektiv die Faser die Polarisation aufrechterhält. Die Ausrichtung der Polarisationsachse des Lichts auf die langsame Achse der Faser ist dabei möglicherweise der entscheidende Faktor.

Merkmale von PM-Glasfaser-Patchkabeln

Das austretende Licht variiert zwischen linearer und zirkularer Polarisation (und ist typischerweise elliptisch polarisiert), wenn die Polarisation des einfallenden Lichts nicht mit der Spannungsrichtung der Faser übereinstimmt. Zusätzlich beeinflussen Temperatur- und Faserspannungsänderungen die präzise Polarisation. Um die Polarisation zu erhalten, muss das Licht am Fasereintritt parallel zur schnellen oder langsamen Achse eingekoppelt werden. Die Beibehaltung der Polarisation des einfallenden Lichts ist entscheidend. Wird linear polarisiertes Licht mit der richtigen Ausrichtung in die Faser eingekoppelt, erhalten PM-Faser-Patchkabel die aktuelle Polarisation. Darüber hinaus bieten PM-Faser-Patchkabel eine hohe Anpassungsfähigkeit über einen breiten Frequenzbereich, ein hohes Extinktionsverhältnis, eine geringe Rückflussdämpfung, eine geringe Einfügedämpfung sowie hervorragende Umweltstabilität und Zuverlässigkeit.

PM-Patchkabelstecker

Die Wahl des Steckverbinders ist besonders wichtig, da die Ausrichtung der Permanentmagnetachse (PM) während der gesamten Verbindung von entscheidender Bedeutung ist. Der FC-Steckverbinder, der einen Positionierungsstift zur Aufrechterhaltung der Winkelausrichtung der Faser enthält, ist der gängigste PM-Steckverbinder. Die Ausrichtung der langsamen Faserachse am Stift des Steckverbinders ist Industriestandard. Hersteller haben die Toleranzen der Stiftabmessungen bei PM-Verbindungen verschärft, da die Toleranzen zwischen Stift und Nut bei herkömmlichen FC-Steckverbindern zu groß sind, um die Winkelausrichtung präzise zu gewährleisten. Die Spezifikationen für FC Angle Polished Connectors (APC) bilden die Grundlage für die Hauptabmessungen. Leider sind derzeit zwei APC-Standards verfügbar: ein Design mit breitem Stift und ein Design mit schmalem oder reduziertem Stift. Es ist unerlässlich, im Voraus zu wissen, welches Design verwendet wird, da die beiden Abmessungen inkompatibel sind. Neben FC-Verbindungen können auch andere Steckverbindertypen wie SC-Steckverbinder in PM-Patchkabeln eingesetzt werden. Enge Toleranzen müssen eingehalten werden, um sicherzustellen, dass sich die Aderendhülsen nicht drehen können, und ein Stift oder eine vergleichbare Struktur muss als Referenz dienen.

Arten von PM-Glasfaser-Patchkabeln

PM-Glasfaser-Patchkabel sind in einer breiten Palette erhältlich und unterstützen verschiedene Steckertypen und Datenraten. Sie lassen sich anhand unterschiedlicher Parameter in zahlreiche Varianten unterteilen. Die verschiedenen PM-Glasfaser-Patchkabel werden im Folgenden anhand von vier Merkmalen detailliert beschrieben:

●  Steckertypklassifizierung: PM-Glasfaser-Patchkabel verfügen an beiden Enden über Glasfaserstecker. Die gängigsten Steckertypen für PM-Glasfaseranschlüsse sind FC, SC, LC und ST. Je nach Steckertyp an beiden Enden gibt es verschiedene Arten von PM-Glasfaser-Patchkabeln, z. B. LC-FC-, SC-FC- oder FC-FC-Patchkabel.

Polarisationserhaltende Fasern werden beim Bau von PM-Faser-Patchkabeln verwendet. Eine im Handel erhältliche PM-Faser nutzt verschiedene Stabformen, um die Polarisation sowohl des ein- als auch des austretenden Lichts zu gewährleisten.

●  Kabelklassifizierung: PM-Glasfaser-Patchkabel lassen sich auch nach Kabeltypen einteilen. Die drei Haupttypen sind blanke 250-µm-Fasern, 900-µm-Bündeladern und 3-mm-Bündeladern. Daher gibt es drei Varianten von PM-Glasfaser-Patchkabeln.

●  Kategorisierung nach Faserlänge: Ein Meter ist die typische Länge. Bei speziellen Anforderungen kann diese variieren. PM-Glasfaser-Patchkabel können auf Bestellung gefertigt werden.

Anwendungen von PM-Faser-Patchkabeln

In polarisationssensitiven Glasfasersystemen werden polarisationserhaltende Patchkabel (PM-Patchkabel) häufig zur Lichtübertragung eingesetzt, die den PM-Zustand erfordert. PM-Patchkabel sind spezielle optische Komponenten, die die Eigenschaften speziell gefertigter Glasfasern nutzen, um die Übertragungsparameter einer bestimmten Anwendung zu unterstützen. Interferometrische Sensoren, polarisationssensitive Komponenten und Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssysteme sind nur einige ihrer zahlreichen Anwendungsgebiete. Darüber hinaus werden sie in Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssystemen, PM-Faserverstärkern, Faserlasern, Prüfgeräten und Messtechnik eingesetzt. PM-Patchkabel finden in einer Vielzahl industrieller Anwendungen Verwendung, darunter Messtechnik, Spektroskopie, Luftfahrt, medizinische Diagnostik und viele weitere.