Линейная трансформация поляризационных мод в намотанных на катушку spun-световодах с сильным невозмущенным линейным двулучепреломлением. I. Нерезонансная трансформация

Рассмотрена линейная трансформация ортогональных поляризационных мод в намотанных на катушку spun-световодах с сильным невозмущенным линейным двулучепреломлением, приводящая к возникновению зависимости от длины световода интегрального эллиптического двулучепреломления, эллиптичности и азимута большой оси эллипса, а также состояния поляризации излучения (СПИ). В процессе вытяжки из заготовки spun-световоды испытывают сильное механическое закручивание, которое при остывании “вмораживается” в структуру световода. Поскольку значения локальных поляризационных параметров, намотанных на катушку spun-световодов, меняются по довольно сложному закону, то вычисления проводились с помощью численного моделирования параметров матриц Джонса. Используется то обстоятельство, что в сопровождающей кручение (винтовой) системе координат на достаточно коротком отрезке намотанного на катушку spun-световода, где скорость вращения осей его двулучепреломления постоянна, локальными нормальными поляризационными модами такого световода приближенно являются так называемые винтовые поляризационные моды В.Л. Гинзбурга (ВПМГ) – два взаимно ортогональных эллипса с противоположным направлением обхода, оси которых однонаправленно равномерно вращаются относительно неподвижной системы координат. Показано, что, несмотря на то что невозмущенное линейное двулучепреломление spun-световодов существенно превышает обусловленное намоткой на катушку линейное двулучепреломление, интегральное двулучепреломление протяженного отрезка такого световода по порядку величины совпадает с обусловленным намоткой на катушку линейным двулучепреломлением, а интегральные поляризационные моды асимптотически стремятся к циркулярным. Показано также, что значения циркулярного двулучепреломления скрученных одномодовых волокон, рассчитанные в невращающеейся и в сопровождающей кручение винтовой системах координат, существенно отличаются. Показано, что в процессе линейной трансформации локальных поляризационных мод возникают поляризационные явления, приводящие к небольшим квазигармоническим осцилляциям интегральных параметров двулучепреломления spun-световодов в зависимости от их длины, причем период этих осцилляций примерно равен половине эффективного периода поляризационных биений.