Polarization Maitaining products DIAMOND Polarization Maitaining products

Introduction and theory Diamond PM Technology Index Introduction and theory Diamond PM Technology Passive/Active axis orientation & tools Available products & Specifications Application Glossary

Polarisation Einführung & Theorie Immer mehr Telekommunikation und optische Messsysteme nutzen die Interferenzen von zwei optischen Wellen. Die Informationen, die durch die Interferenzen gegeben werden, können nur verwendet werden, wenn die Wellen im gleichen Zustand der Polarisation sind. In jenen Fällen ist es notwendig, Fasern zu benutzen die einen konstanten Übermittlungsstatus der Polarisation ermöglichen. Wenn Licht durch einen Punkt im Raum schreitet, verfolgt die Richtung und der Umfang des vibrierenden elektrischen Feldes einen Pfad in der Zeit. Polarisiertes Licht kann eingestuft werden, in linear, elliptisch oder kreisförmig polarisiert. Wovon linear polarisiert das einfachste ist. In diesem Fall vibriert der Vektor des elektrischen Feldes gerade auf und ab in eine spezifische Richtung, anstatt, eine elliptische oder kreisförmige Spur zu zeichnen. y x Linear Elliptical Circular Verschiedene Polarisationsmodis

Polarisation Einführung & Theorie Polarisationserhaltende Glasfasersysteme benötigen spezielle Fasern und Stecker sowie vorsichtige Montage und Ausrichtung, nur so können gute optische Leistungen erzielt werden, die durch die Polarisation des Lichtes beeinflusst wird. Um das Problem von polarisationsabhängigen Verlusten zu lösen, haben einige Hersteller polarisationserhaltende Fasern entwickelt (PM-Fasern). Diese Fasern arbeiten, indem sie eine Doppelbrechung innerhalb des Faserkernes verursachen, der einen Unterschied bezüglich der Ausbreitungskonstanten des Lichtes anspricht, das durch die Faser von zwei Senkrechtpolarisationen geht. Doppelbrechung wird innerhalb einer PM-Faser erreicht, indem man einen nicht-kreisförmigen Faserkern (Form verursachte Doppelbrechung) bildet oder indem man konstanten Druck innerhalb der Faser verursacht, mit Hilfe von speziellen Elementen (SAP) (Druck verursachte Doppelbrechung). Diese Doppelbrechung bricht die kreisförmige Symmetrie in einer optischen Faser und stellt zwei allgemeine Übertragungsachsen innerhalb der Faser her, bekannt als schnelle und langsame Achse der Faser. PM Fiber‘s designs PANDA Fiber Bow-Tie Fiber Stress-Applying Parts Cladding Coating Core Die zur Zeit von der Industrie bevorzugte Faser, ist die kreisförmige "SAP"-Art (Druck verursachte Doppelbrechung) oder PANDA-Faser. Ein Vorteil der PANDA-Faser ist, dass die Faserkerngrösse und die numerische Blendenöffnung mit regelären (SM) Fasern kompatibel sind. Dies ergibt minimale Verluste. Polarisationserhaltende Faser

Polarisation Einführung & Theorie Vorausgesetzt das Eingangslicht in eine PM-Faser wird linear entlang einer der zwei Achsen polarisiert und ausgerichtet, bleibt das Ausgabelicht der Faser mit der Hauptachse linear polarisiert und ausgerichtet, selbst wenn externen Drücken ausgesetzt. Während man in der Theorie perfektes linear polarisiertes Licht produzieren kann, ist dies in der Praxis nicht der Fall. In der Tat gibt es immer etwas Restpolarisation, zufällig oder elliptisch, vorhanden im Ausgabelicht. Um die Qualität des polarisierten Lichtstrahls zu messen, muss man sein Extinction ratio (ER) messen.  Wie gut die Faser Polarisation ist, hängt von den Eingangsparametern des Lichtes in die Faser ab. Ein wichtiger Faktor ist die Ausrichtung der polarisierten Achse des Lichtes mit der langsamen Achse der Faser. Nehmen wir an, dass wir einen tadellos polarisierten Eingangslichtstrahl in eine ideale Faser haben, aber falsch ausgerichtet durch einen Winkel  in Bezug auf die langsame Achse der Faser. Wegen dieser unkorrekten Ausrichtung wird etwas Licht entlang der schnellen Achse der Faser übertragen. Dies vermindert den (ER) des Ausgabelichtstrahls. Der maximale mögliche Wert der Ausgabe (ER) wird wie folgt begrenzt: EXTINCTION RATIO ER  10 log (tan2) Folglich zum Erzielen eines cross talk (ER) von mehr als 20dB, darf die Winkelabweichung nicht mehr als 6 Grad betragen. Bei gewünschten 30dB muss die Winkelabweichung der Ausrichtung kleiner als 1,8 Grad sein.

DIAMOND PM Technologie PM fiber products show a highly delicate nature due to the sensitivity of PM fiber to stress. Stress in the fiber modify the birefringence and reduce the ER value, which is the parameter that describes the efficiency of polarization maintaining. Connectors usually stress the tip of the fiber and reduce its ER. Diamond specific production technology: Same first crimping process as for Diamond 0.1dB standard products Use of 0.1dB ferrule having max 0.75µm of eccentricity. Avoids damaging stress on PM fiber during the manufacturing process Leaves the required birefringence properties of the PM fiber by performing active core alignment.

DIAMOND PM Technologie The second crimping process is made using Diamond standard tools but only along the slow and fast axis, in order to preserve the birefringence of the PM fiber as good as possible. Diamond PM connectors shows a suitable mechanical stability during the mate-demate cycling in connection with all DIAMOND as well as competitors products

Achsenorientierung Die Steckernase wird mit der geometrischen Achse Der Faser visuel ausgerichtet. Mit Hilfe eines Mikro- skops werden unter Betrachtung der geschliffenen Stirnfläche die Stress Applying Parts (Panda Augen) waagerecht ausgerichtet. Somit verläuft die geometrische Faserachse senkrecht und die Stecker- nase kann auf diese Achse ausgerichtet werden. Es ist die Möglichkeit gegeben auf Kundenwunsch die schnelle oder langsame Achse zu orientieren. Vorteile: - Einfachheit - Geschwindigkeit Einschränkungen: - Orientierung der geometrischen Achse anstelle der optischen Achse. Genauigkeit ± 2°. Passive Orientierung wird angewendet wenn eine Lichteinspeisung in die Faser nicht möglich ist, z.B. bei einem auf einer Faserseite konfektioniertem Modul. Æ 125 mm geometrische Achse schnelle Achse

Achsenorientierung Aktive PM Faser Achsenorientierung: Optische Ausrichtung der Steckernase mit der optischen Faserachse (schnelle oder langsame) durch Drehung der 2 Polarisatoren bis die maximale Extinction erreicht wird. Ausrichtung des Polarisators Nr. 2 in die gleiche Richtung der Steckernase. Ferrule drehen bis die maximale Extinction erreicht wird., dann fixieren.

Aktive optische Orientierung Dank einer computer-unterstützten Orientierungsbank können die Polarisationsachsen (schnelle oder langsame) perfect mit dem Steckerschlüssel ausgerichtet werden. Dies ergibt bessere ER Werte. Orientierungsbank bestehend aus: Lichtquelle SLED Powermeter Lichtpolarisier-Einheit (Kristallpolarisator) PC mit eigener Software Steuerkarte Körperorientier-Vorrichtung mit Steuerung

Aktive optische Orientierung Arbeitsvorgang: Die speziell entwickelte Orientierungsbank ist der Schlüssel zum Erfolg für polarisierte Systeme. Ein wichtiger Punkt ist die optische Orientierung der Faser-Achsen um eine möglichst optimale Polarisation zu gewähren. Eine genaue Orientierung ermöglicht bessere „cross talk“ Werte unabhängig von Frequenzen, Kabellage, Orientierung und Biegeradien, Torsion etc.

Ferrule Frontflächenpolitur Konvex PC- oder APC- Politur der Faserfrontfläche Gewährleistung des Faserkontaktes und starke Reflexionsvermeidung DIAMOND-Ferrule mit weichem Neusilbereinsatz garantiert wiederholbare Stecker-Politur Minimaler Faser-Rückstand (undercut) Hochwertige Steckerverbindungen PM 0° (PC) Stecker Frontfläche

Bestehende Produkte Diamond realisiert PM-Konfektionierungen höchster Güte sowohl an passiven und aktiven optischen Bauteilen als auch an Pigtails und Patchcords. Standard-Pigtails und -Patchcords basieren auf polarisationserhaltenden Panda-Fasern für Wellenlängen von 1310nm oder 1550nm und sind in PC- und APC-Ausführungen für zahlreiche Steckerstandards erhältlich. (E-2000™, SC, FC, DMI, DIN, AVIM). Bei allen Standardprodukten werden die Parameter Insertion Loss, Return Loss und Extinction Ratio zu 100% geprüft. Hinweis: Andere Fasertypen, wie etwa Bow Tie, Oval inner clad, Oval core, D-Fiber, andere Steckertypen oder Arbeitswellenlängen können ebenfalls konfektioniert bzw. realisiert und auf Ihre spezifischen Wünsche und Anwendungsfälle hin angepaßt werden.

Spezifikationen SM 0° PC SM 8° APC Einheit Testbedingungen Einfügedämpfung (IL) typ 0.2 max 0.5 dB IEC 61300-3-4; 1300/1550nm Rückflussdämpfung (RL) typ. 40 min 30 typ. 70* min 55 dB IEC 61300-3-6; 1300/1550nm Reproduzierbarkeit IL +/- 0.1 dB Auf die gesamte Lebensdauer Extintion Ratio (ER) typ. 20 min. 23 dB * Gemessen mit Präzisionsreflektometer. Hinweise: - Die optischen Werte basieren auf der Verwendung von Standard Panda-PM-Fasern, die Verwendungen anderer Fasertypen oder Wellenlängen kann die optischen Werte beeinflussen. - Diamond führt “extinction ratio” (ER)-Messungen nach der “crossed polarizer”- Methode durch (ähnlich IEC 61300-3-40). - ER nomineller Wert und Genauigkeit: 20 dB ±1.5 dB 25 dB ±2.5 dB 30 dB ±3.5 dB

Warum ein “PM-Stecker? Folgende Fragen sind zu beantworten: Welcher Vorteil ergibt sich aus einer polarisierten Systemlösung? Was sind zukünftige Marktanforderungen? Welche sind wichtige Parameter eines (PM) Systems? Die Antworten lauten wie folgt: Polarisierte Systeme zeichnen sich durch eine stabile Doppelbrechung aus, die eine einfache Analyse der Interferenzen der zwei optischen Wellen zulässt. Viele moderne optische Komponenten, vorallem diejenigen in kohärenten Kommunikationssystemen, sind abhängig von einer möglichst konstanten Polarisation, die Tendenz ist steigend (WDM-Technologie) Extrem genaue Aktive optische Ausrichtung sowie Zentrierung ermöglichen: Kontinuierliche, wiederholbare Einfügedämpfungswerte (IL) / Geringer Faserstress / Hohe (ER) Werte / Hohe Rückflussdämpfungswerte (RL)

Anwendungen Vornehmlich in WDM’s, z.B. optische Modulatoren, Sensoren, Interferometer Beispiele aus der Praxis: Sensor Messinstrumente - ABB Power, EMS Interferometer - Hewlet Packard, Agilent Modulatoren - In vielen Telecommunicationssystemen überall auf der Welt im Einsatz - Chiaro, Alcatel and viele mehr.

Glossar Aktive optische Orientierung (engl. Active Alignment): Optische Ausrichtung einer der optischen Faserachsen (schnelle oder langsame) mit der Steckernase. Beat length: Bei einer Single-mode Faser, ziehen sich bei schnellen und langsamen Polarisationsmodis Phasenänderungen von 360 Grad über viele Meter hin. Bei der PM-Faser ist diese Distanz, beat length genannt, gewöhnlich einige Millimeter. BOW-TIE Faser: Doppelbrechung wird innerhalb einer BOW-TIE PM-Faser erreicht, indem man einen nicht-kreisförmigen Faserkern (Form verursachte Doppelbrechung) bildet. Doppelbrechung (engl. Birefringence): Bei allen Singlemode Fasern existieren 2 Orientierungen von transversen elektro Feldern, dies erzeugt eine maximale Differenz der Phasengeschwindigkeit: Die Faser zeichnet sich durch lineare Doppelbrechung aus. Druck verursachte Doppelbrechung (engl. SAP - stress applying parts): Doppelbrechung wird innerhalb einer PM-Faser erreicht indem man konstanten Druck innerhalb der Faser verursacht, mit Hilfe von speziellen Elementen (SAP - Druck verursachte Doppelbrechung). (ER) Extinction ratio: Um die Qualität eines polarisierten Lichtstrahls zu messen, muss man dessen Extinction ratio (ER), auch bekannt als cross talk, messen. PANDA Faser: Die zur Zeit populärste Faser die von der Industrie verwendet wird, ist die kreisförmige "SAP"-Art (Druck verursachte Doppelbrechung) oder PANDA-Faser. Vorteile: Die Faserkerngrösse und die numerische Blendenöffnung sind mit regulären (SM) Fasern kompatibel = minimale Verluste bei Einheiten die beide Arten Fasern verwenden. Passive Orientierung (engl. Passive Alignment): Visuelle Ausrichtung einer der geometrischen Achsen (schnelle oder langsame) mit der Steckernase. POL Faser (engl. PM / Polarisation maintaining fiber): Diese Fasern arbeiten, indem sie eine Doppelbrechung innerhalb des Faserkernes verursachen, der einen Unterschied bezüglich des Ausbreitungskonstanten des Lichtes anspricht, das durch die Faser für zwei Senkrechtpolarisationen geht .