Jádro vlákna je dvouvrstvý soustředný válec s malým průřezem z křemenného skla. Je křehký, snadno se láme a potřebuje ochrannou vrstvu. To může být rozděleno do mikrostruktury optických vláken a polarizace zachování optických vláken, které zahrnují především vojenské, národní obrany, letectví, energetiky a ochrany životního prostředí, průmyslové kontroly, lékařské a zdravotní, měření a testování, bezpečnost potravin, domácí spotřebiče a mnoho dalších oborů.
V roce 1966 pan Gao Kun nejprve navrhl použití dielektrického optického vlákna pro přenos informací s optickým nosičem v článku, čímž položil teoretický základ pro optické vlákno jako médium pro přenos světla. Po několika letech výzkumu, Corning ve Spojených státech vyrábí první optické vlákno se ztrátou 20dB/Km v roce 1970, což výrazně snížilo ztrátu přenosu optického vlákna a umožnil vývoj technologie optických vláken komunikace. V posledních letech vědci zjistili, že technologie snímání optických vláken se stala jednou z aktivních větví v oblasti optoelektronické technologie díky své vysoké citlivosti, silné schopnosti antielektronického rušení, malé velikosti a snadné integraci.
Technologie optického snímání vláken pokrývá širokou škálu oblastí, včetně vojenské, národní obrany, letectví, energetiky a ochrany životního prostředí, průmyslové kontroly, lékařské a zdravotní, měřicí a testování, bezpečnosti potravin, domácích spotřebičů a mnoha dalších oborů. Mezi hlavní senzory patří především: optické gyroskopy, hydrofony z optických vláken, teplotní senzory vláknových roštů, optické proudové transformátory a další technologie snímání optických vláken. Mikrostrukturovaná vlákna a vlákna udržující polarizaci se díky své flexibilní struktuře a jedinečným vlastnostem staly páteří oblasti snímání optických vláken.
Mikrostrukturní vlákno (Microstructure dfiber, MOF) lze rozdělit do následujících dvou kategorií podle jeho struktury a přenosového mechanismu: jedním z nich je index lomu naváděný mikrostrukturní vlákno; druhý je pásový typ mezery foton s periodickým uspořádáním vzduchových otvorů Crystal fiber. Index-vedl mikrostruktury vlákno zahrnuje především kapilární vlákno, paralelní pole jádra vlákna a multi-core vlákno podle jeho struktury. Kapilární vlákno bylo poprvé navrženo Hidaka et al. v roce 1981. Jak název napovídá, kapilární vlákno je dutá struktura uvnitř jeho jádra, což vede k mnoha speciálním vlastnostem. V oblasti snímání má kapilární vlákno své jedinečné výhody při měření kapalin a plynů. V roce 1997, ITO. Výzkumná skupina H používala optická vlákna s dutým jádrem k řízení pohybu atomů horkého rubidia, aby dosáhla hlubšího pochopení atomového pole. Inteligentní materiály a struktura Aerospace Science and Technology Laboratory na Nanjing University of Aeronautics and Astronautics realizuje diagnostiku a opravy kompozitních materiálů vstřikováním lepidla na duté vlákno, čímž si uvědomuje aplikaci speciální struktury kapilárního vlákna. Vlákno jádra paralelního pole odkazuje na vlákno, ve kterém je více jader uspořádáno podle určitého pravidla a sdílí stejné opláštění. To povede k vzájemnému spojení mezi jádry, a tím vzniká mnoho podivných vlastností. Harbin Engineering University Optical Fiber Sensing Laboratory vyrobila řadu indexem řízených vícejádrových mikrostrukturních optických vláken. Multi-core optické vlákno bylo navrženo v pozdní 1970. Jeho hlavním účelem je integrovat vláknové jádro do jediného optického vlákna, aby výrobní náklady na optické vlákno a kabel mohly být výrazně sníženy a integrace optických vláken mohla být zlepšena. V roce 1994 společnost France Telecom poprvé vyrobila čtyřjádrové jednotynové vlákno. V roce 2010 americká společnost OFS B. Zhu a další navrhli a vyrobili sedmijádrové vícejádrové optické vlákno a sedm jader bylo uspořádáno v pravidelném šestiúhelníku. V roce 2012 r.ryf a S.Randel et al. používaly máloová vlákna k výrobě tříjádrových mikrostrukturních vláken, což snížilo základní přeslech vícejádrových vláken. Ačkoli tyto vlnovodové mikrostruktury optických vláken mají problémy, jako je optická spojka mezi jádry a přeslech v dálkové optické komunikace, to nepochybně poskytuje novou myšlenku pro oblast optického snímání vláken.
Existují dva ortogonální> polarizační stavy v jednoúčelovém vlákně. V ideálním případě, kdy je struktura vláken přísně symetrická, je šíření těchto dvou režimů stejné. Nicméně, ve skutečné výrobě a použití, protože jedno-režim vlákno je ovlivněna vnějším prostředím, jako je teplota a napětí, a napětí generované během výroby, tam je vždy určitý stupeň eliptikity, lomu index distribuce, a stres asymetrie. Existuje rozdíl v množení konstanty, takže další fázový rozdíl dochází během šíření, který se nazývá birefringence v optice. Tento druh birefringence nevyhnutelně povede k polarizaci disperze režimu. V oblasti optického snímání vláken a metrologie optických vláken je nutné, aby světlo, které se šíří v optickém vlákně, mělo mít stabilní polarizační stav. V mnoha integrovaných optických zařízeních je polarizační stav vstupního světla také selektivní. Díky tomuto jevu disperze polarizačního režimu omezují běžná jednoúčelová optická vlákna vývoj optického snímání vláken a dalších polí a vznikají optická vlákna udržující polarizaci.
V současné době existují dvě hlavní metody řešení problému nestability polarizačního stavu v jednoúčelovém vlákně. První je: pokuste se snížit asymetrické vlastnosti jednorežimového vlákna, pokuste se vyřešit vliv eliptikity a vnitřního zbytkového napětí vlákna, aby byl birefrný účinek tohoto jednorežimového vlákna minimalizován na dva Dva režimy mohou být vzájemně degenerovány. Pokud normalizované birefringence šíření konstanta B je menší než 10 ^-6, tento druh vlákna se obvykle nazývá nízká birefringent fiber (LBF). Druhou metodou je zvýšení asymetrie jednorežimového vlákna, zvýšení jeho birefringence charakteristik a ztížení vzájemného spojení světla mezi oběma režimy. Říkáme tento druh polarizace-udržování vlákniny vysoké birefringence polarizace-udržování vlákniny (High Birefringence Fiber, jen HBF), a jeho normalizované birefringence šíření konstantní B je větší než 10 ^ -5. Vysoce birefringence polarizační-udržovat vlákna mohou být rozděleny do dual-polarizační vlákna a jedno-polarizační vlákna podle jejich šíření charakteristiky. Duální polarizační vlákno odděluje dva polarizační režimy tak, aby režim polarizace zůstal během procesu přenosu v podstatě nezměněn; zatímco jediné polarizační vlákno může přenášet pouze jeden režim dvou ortogonálních polarizačních režimů a druhý režim je potlačen a nemůže se šířit. Toto vlákno nazýváme jednopolarizačním vláknem nebo absolutním jednoúčelovým vláknem.
Podle různých způsobů birefringence v optických vláknech, polarizace udržování vláken lze rozdělit na vlákna s geometrickým tvarem a vlákna vyvolaná napětím. Jak je znázorněno na obrázku, existuje několik běžných polarizačních struktur koncových obličejů. Mezi nimi, motýlek, panda, vnitřní eliptické obklady, a obdélníkový stres-plátované polarizace-udržování vlákna jsou stres-citlivá vlákna; eliptické jádro, boční drážka, polarizace udržování vláken, jako je typ bočního tunelu, jsou vlákna typu geometrického tvaru. V současné době, většina polarizace-udržování vlákna jsou vyráběny metodami, které vytvářejí zbytkové napětí ve vlákně.
