Fiberkernen er en koncentrisk cylinder med dobbelt lag med et lille tværsnitsareal lavet af kvartsglas. Det er skørt, let at bryde og har brug for et beskyttende lag. Det kan opdeles i optisk fiber med mikrostruktur og polarisering, der opretholder optisk fiber, som hovedsagelig involverer militær, nationalt forsvar, rumfart, energi og miljøbeskyttelse, industriel kontrol, medicinsk og sundhed, måling og test, fødevaresikkerhed, husholdningsapparater og mange andre områder.
I 1966 foreslog Mr. Gao Kun først brugen af dielektrisk optisk fiber til at transmittere information med optisk bærer i en artikel og lagde således det teoretiske fundament for optisk fiber som medium til transmission af lys. Efter flere års forskning producerede Corning i USA den første optiske fiber med et tab på 20 dB / Km i 1970, hvilket kraftigt reducerede transmissionstabet af den optiske fiber og gjorde det muligt at udvikle optisk fiberkommunikationsteknologi. I de senere år har forskere opdaget, at optisk fiberfølerteknologi er blevet en af de aktive grene inden for optoelektronisk teknologi på grund af dens høje følsomhed, stærke anti-elektromagnetiske interferensevne, lille størrelse og nem integration.
Optisk fiber sensing teknologi dækker en bred vifte af områder, herunder militær, nationalt forsvar, rumfart, energi og miljøbeskyttelse, industriel kontrol, medicinsk og sundhed, måling og test, fødevaresikkerhed, husholdningsapparater og mange andre områder. De vigtigste involverede sensorer inkluderer hovedsageligt: fiberoptiske gyroskoper, fiberoptiske hydrofoner, fibergittertemperaturfølere, fiberoptiske strømtransformatorer og andre optiske fiberfølere teknologier. Mikrostrukturerede fibre og polarisationsbevarende fibre er blevet rygraden i detektering af optiske fibre på grund af deres fleksible struktur og unikke egenskaber.
Mikrostrukturfibre (Microstructure dfiber, MOF) kan opdeles i følgende to kategorier alt efter dens struktur og transmissionsmekanisme: den ene er den brydningsindeksstyrede mikrostrukturfiber; den anden er båndgabetypen foton med periodisk lufthullearrangement Krystalfiber. Den indeksstyrede mikrostrukturfiber inkluderer hovedsagelig kapillærfiber, parallel array kernefiber og multi-core fiber i henhold til dens struktur. Kapillærfiber blev først foreslået af Hidaka et al. i 1981. Som navnet antyder, er kapillærfibre en hul struktur inde i kernen, hvilket fører til mange specielle egenskaber. Inden for detektering har kapillærfibre sine unikke fordele ved måling af væsker og gasser. I 1997 brugte ITO.H-forskningsgruppen optiske fibre med hulkerne til at kontrollere bevægelsen af varme rubidiumatomer for at opnå en mere dybtgående forståelse af atomfeltet. Det intelligente materiale og struktur Aerospace Science and Technology Laboratory of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics realiserer diagnosen og reparationen af kompositmaterialer ved at injicere lim på den hule fiber og derved realisere anvendelsen af den specielle struktur af kapillærfiberen. Parallel array kernefiber refererer til en fiber, hvor flere kerner er arrangeret i henhold til en bestemt regel og deler den samme beklædning. Dette vil producere gensidig kobling mellem kernerne og dermed producere mange mærkelige egenskaber. Harbin Engineering University Optical Fibre Sensing Laboratory har produceret en række indeksstyrede optiske fibre med flere kerner i mikrostruktur. Multi-core optisk fiber blev foreslået i slutningen af 1970'erne. Dets hovedformål er at integrere fiberkernen i en enkelt optisk fiber, således at produktionsomkostningerne for optisk fiber og kabel kan reduceres kraftigt, og integrationen af optisk fiber kan forbedres. I 1994 producerede France Telecom først en firekerne single-mode fiber. I 2010 designede og producerede det amerikanske OFS-firma B. Zhu og andre en syv-kerne optisk fiber med flere kerner, og de syv kerner blev arrangeret i en regelmæssig sekskant. I 2012, R.Ryf og S.Randel et al. brugte få-mode fibre til at producere tre-kerne mikrostrukturfibre, hvilket reducerede kernekrydstalen af multikerne-fibre. Selv om disse optiske mikrostrukturfibre med bølgeleder-type har problemer som optisk kobling mellem kerner og krydstale i langdistanceoptisk fiberkommunikation, giver dette utvivlsomt en ny idé inden for optisk fiberregistrering.
Der er to ortogonale> polariseringstilstande i en single-mode fiber. I det ideelle tilfælde, hvor fiberstrukturen er strengt symmetrisk, er udbredelsen af disse to tilstande ens. I den faktiske produktion og anvendelse er der imidlertid en vis grad af ellipticitet, brydningsindeksfordeling og stressasymmetri, fordi single-mode fiber påvirkes af eksternt miljø, såsom temperatur og stress, og den stress, der genereres under fremstillingen. Der er en forskel i udbredelseskonstanten, så der opstår en yderligere faseforskel under udbredelsen, hvilket kaldes dobbeltbrydning i optik. Denne slags dobbeltbrydning vil uundgåeligt føre til spredning af polarisationsmodus. Inden for optisk fiberregistrering og optisk fibermetrologi kræves det, at lyset, der formerer sig i den optiske fiber, skal have en stabil polarisationstilstand. I mange integrerede optiske enheder er polariseringstilstanden for inputlyset også selektiv. På grund af dette spredningsfænomen i polarisationsmodus begrænser almindelige optiske fibre med enkelt mode udviklingen af optisk fiberregistrering og andre felter, og der produceres polarisationsbevarende optiske fibre.
På nuværende tidspunkt er der to hovedmetoder til at løse problemet med ustabilitet af polariseringstilstanden i en single-mode fiber. Den første er: prøv at reducere de asymmetriske egenskaber ved single-mode fiber, prøv at løse indflydelsen af ellipticiteten og den interne restspænding af fiberen, så dobbeltbrydningseffekten af denne single-mode fiber minimeres til to De to tilstande kan gensidigt degenerere. Når den normaliserede fordelingskonstant B-udbredelse er mindre end 10 ^ -6, kaldes denne form for fiber normalt Low Birefringent Fiber (LBF). Den anden metode er at øge asymmetrien af single-mode fiberen, øge dens dobbeltbrydningskarakteristika og gøre lyset mellem de to tilstande vanskeligt at parre med hinanden. Vi kalder denne form for polarisationsoprettholdende fiber høj dobbeltbrydning polarisationsoprettholdende fiber (High Birefringence Fiber, benævnt HBF), og dens normaliserede dobbeltbrydningsudbredelseskonstant B er større end 10 ^ -5. Høje dobbeltbrydningspolariseringsfibre kan opdeles i dobbeltpolarisationsfibre og enkeltpolarisationsfibre i henhold til deres formeringsegenskaber. Den dobbelte polarisationsfiber adskiller de to polarisationsmåder, så polarisationsmåden stort set forbliver uændret under transmissionsprocessen; mens den enkelte polarisationsfiber kun kan transmittere en tilstand af de to ortogonale polarisationsmodi, og den anden tilstand undertrykkes og kan ikke forplante sig. Vi kalder denne fiber en enkeltpolarisationsfiber eller en absolut single-mode fiber.
I henhold til de forskellige måder for dobbeltbrydning i optiske fibre kan polarisationsoprettholdende fibre opdeles i geometriske formeffektfibre og stressinducerede fibre. Som vist i figuren er der flere almindelige polarisationsoprettholdende fiber-endeflade-strukturer. Blandt dem er butterfly, panda, indre elliptisk beklædning og rektangulære spændingsbeklædte polarisationsbevarende fibre spændingsfølsomme fibre; elliptisk kerne, sidespalte, fibre med polarisering, som f.eks. sidetunneltype, er fibre af geometrisk form. På nuværende tidspunkt fremstilles de fleste polarisationsbevarende fibre ved metoder, der genererer restspænding i fiberen.
