Влияние поляризационной модовой дисперсии на распространение сверхкоротких оптических импульсов в spun-световодах со слабым линейным двулучепреломлением и случайными неоднородностями

Spun-световоды были созданы в начале 80-х годов прошлого века, однако их серийное производство начато всего несколько лет назад. В настоящее время производятся spun-световоды как с сильным, так и с слабым исходным (невозмущённым) линейным двулучепреломлением. Первые находят применение для создания датчиков различных физических параметров, главным образом тока и магнитного поля. Вторые весьма перспективны для применения в волоконных линиях связи, т. к. имеют существенное преимущество перед обычными телекоммуникационными световодами. В данной статье рассмотрено влияние поляризационной модовой дисперсии, обусловленной случайными неоднородностями в одномодовых волоконных световодах (ОВС), на распространение сверхкоротких оптических импульсов в волоконных линиях связи, созданных на основе ОВС с очень слабым линейным двулучепреломлением и сильным регулярным кручением (такие ОВС называются телекоммуникационными spun-световодами). Методом численного моделирования получены зависимости эволюции огибающей функции сверхкоротких оптических импульсов и их спектров от длины spun-световода с очень слабым линейным двулучепреломлением и случайными неоднородностями. Показано, что увеличение ширины импульса происходит не по диффузному закону, как это имеет место при отсутствии кручения, а пропорционально длине ОВС. Установлено, что с ростом длины spun-световода уширение импульса до определённой (достаточно большой) длины происходит существенно медленнее, чем в нескрученных световодах, а при очень больших длинах, наоборот, быстрее. Кроме того, показано, что в телекоммуникационных spun-световодах относительная интенсивность излучения, перекачавшегося из одной ортогональной поляризационной моды в другую на длине деполяризации немонохроматического излучения, мала по сравнению с единицей, тогда как в обычных телекоммуникационных световодах имеет место обратная ситуация.

На английском языке

Although the spun light guides were developed in early 1980s, their serial production has started only a few years ago. At present, the spun light guides with both high and low own (nonmodified) linear birefringence are produced. The former are used for creating the sensors of various physical parameters, mainly, current and magnetic field. The latter are very promising for use in fiber communication lines, since they have a considerable advantage over the conventional telecommunication light guides. In this work, we consider the influence of the polarization mode dispersion due to random inhomogeneities in the single-mode fiber light guides (SMLGs) on the propagation of ultrashort optical pulses in the fiber communication lines, which are based on the SMLGs with very low linear birefringence and high regular torsion (such SMLGs are called telecommunication spun light guides). The dependences of evolution of the envelope function of the ultrashort optical pulses and their spectra on the length of a spun light guide with very low linear birefringence and random inhomogeneities are obtained by the numerical-simulation method. It is shown that an increase in the pulse width is proportional to the SMLG length rather than occurs as per the diffuse law as it is the case in the absence of torsion. It is established that the pulse widening to a certain (rather large) length with increasing length of the spun light guide occurs much slower than that in the untwisted light guides and faster for very large lengths. Although the relative intensity of radiation that is pumped from one orthogonal polarization mode to another over the depolarization length of nonmonochromatic radiation in the telecommunication spun light guides is small compared with unity, the reverse situation is observed in the conventional telecommunication light guides.