O núcleo de fibra é um cilindro concêntrico de dupla camada com uma pequena área transversal feita de vidro de quartzo. É frágil, fácil de quebrar, e precisa de uma camada protetora. Pode ser dividida em fibra óptica de microestrutura e polarização mantendo fibra óptica, que envolvem principalmente militar, defesa nacional, aeroespacial, proteção energética e ambiental, controle industrial, saúde e saúde, medição e testes, segurança alimentar, eletrodomésticos e muitos outros campos.
Em 1966, o Sr. Gao Kun propôs pela primeira vez o uso de fibra óptica dielétrica para transmitir informações com portador óptico em um artigo, estabelecendo assim a base teórica para a fibra óptica como um meio para transmitir luz. Após vários anos de pesquisa, a Corning nos Estados Unidos produziu a primeira fibra óptica com perda de 20dB/Km em 1970, o que reduziu consideravelmente a perda de transmissão da fibra óptica e tornou possível o desenvolvimento da tecnologia de comunicação de fibra óptica. Nos últimos anos, pesquisadores descobriram que a tecnologia de sensoriamento de fibra óptica tornou-se um dos ramos ativos no campo da tecnologia optoeletrônica devido à sua alta sensibilidade, forte capacidade de interferência anti-eletromagnética, tamanho pequeno e fácil integração.
A tecnologia de sensoriamento de fibras ópticas abrange uma ampla gama de campos, incluindo militar, defesa nacional, aeroespacial, proteção energética e ambiental, controle industrial, saúde e saúde, medição e testes, segurança alimentar, eletrodomésticos e muitos outros campos. Os principais sensores envolvidos incluem principalmente: giroscópios de fibra óptica, hidrofones de fibra óptica, sensores de temperatura de fibra ralting, transformadores de corrente de fibra óptica e outras tecnologias de sensoriamento de fibra óptica. Fibras microestrusas e fibras de polarização tornaram-se a espinha dorsal do campo da detecção de fibra óptica devido à sua estrutura flexível e características únicas.
A fibra de microestrutura (Microestrutura dfiber, MOF) pode ser dividida nas duas categorias a seguir de acordo com sua estrutura e mecanismo de transmissão: uma delas é a fibra de microestrutura guiada do índice refrativo; o outro é o fóton tipo gap de banda com arranjo periódico de orifício de ar Fibra cristalina. A fibra de microestrutura guiada por índice inclui principalmente fibra capilar, fibra de núcleo de matriz paralela e fibra multi-core de acordo com sua estrutura. A fibra capilar foi proposta pela primeira vez por Hidaka et al. em 1981. Como o nome sugere, a fibra capilar é uma estrutura oca dentro de seu núcleo, o que leva a muitas propriedades especiais. No campo da detecção, a fibra capilar tem suas vantagens únicas na medição de líquidos e gases. Em 1997, a OI. O grupo de pesquisa H usou fibras ópticas de núcleo oco para controlar o movimento de átomos de rubídio quente para obter uma compreensão mais profunda do campo atômico. O Laboratório de Ciência e Tecnologia Aeroespacial Inteligente da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing realiza o diagnóstico e reparo de materiais compostos injetando cola na fibra oca, percebendo assim a aplicação da estrutura especial da fibra capilar. A fibra do núcleo de matriz paralela refere-se a uma fibra na qual vários núcleos são organizados de acordo com uma determinada regra e compartilham o mesmo revestimento. Isso produzirá acoplamento mútuo entre os núcleos e, assim, produzirá muitas características estranhas. O Laboratório de Sensoriamento de Fibra Óptica da Universidade de Engenharia de Harbin produziu uma série de fibras ópticas multiestruturas orientadas por índices. A fibra óptica multi-core foi proposta no final da década de 1970. Seu principal objetivo é integrar o núcleo de fibra em uma única fibra óptica, para que o custo de fabricação de fibra óptica e cabo possa ser bastante reduzido, e a integração da fibra óptica possa ser melhorada. Em 1994, a France Telecom produziu pela primeira vez uma fibra de modo único de quatro núcleos. Em 2010, a empresa americana OFS B. Zhu e outros projetaram e produziram uma fibra óptica multi-núcleo de sete núcleos, e os sete núcleos foram organizados em um hexágono regular. Em 2012, R.Ryf e S.Randel et al. usaram fibras de pouco modo para produzir fibras de microestrutura de três núcleos, o que reduziu o crosstalk central de fibras multi-core. Embora essas fibras ópticas do tipo guia de ondas tenham problemas como acoplamento óptico entre núcleos e crosstalk na comunicação de fibra óptica de longa distância, isso, sem dúvida, fornece uma nova ideia para o campo da detecção de fibra óptica.
Existem dois estados de polarização > ortogonais em uma fibra de modo único. No caso ideal em que a estrutura da fibra é estritamente simétrica, a propagação desses dois modos é igual. No entanto, na produção e aplicação real, como a fibra de modo único é afetada pelo ambiente externo, como temperatura e estresse, e o estresse gerado durante a fabricação, há sempre um certo grau de elíptica, distribuição de índices de refração e assimetria de estresse. Há uma diferença na constante de propagação, por isso ocorre uma diferença de fase adicional durante a propagação, que é chamada de birefringência na óptica. Esse tipo de birefringência inevitavelmente levará à dispersão do modo de polarização. Nos campos de sensoriamento de fibra óptica e metrologia de fibra óptica, é necessário que a luz que se propaga na fibra óptica tenha um estado de polarização estável. Em muitos dispositivos ópticos integrados, o estado de polarização da luz de entrada também é seletivo. Devido a esse fenômeno de dispersão do modo de polarização, fibras ópticas de modo único comum limitam o desenvolvimento de sensoriamento de fibra óptica e outros campos, e fibras ópticas de manutenção de polarização são produzidas.
Atualmente, existem dois métodos principais para resolver o problema da instabilidade do estado de polarização em uma fibra de modo único. A primeira é: tentar reduzir as características assimétricas da fibra de modo único, tentar resolver a influência da elíptica e do estresse residual interno da fibra, de modo que o efeito de birefringência desta fibra de modo único seja minimizado a dois Os dois modos podem ser mutuamente degenerados. Quando a constante de propagação de birefringência normalizada B é inferior a 10^-6, esse tipo de fibra é geralmente chamada de Fibra De Baixa Birefringent (LBF). O segundo método é aumentar a assimetria da fibra de modo único, aumentar suas características de birefringência e tornar a luz entre os dois modos difícil de se acoplar entre si. Chamamos esse tipo de fibra de alta resistência à polarização de fibra de fibra (High Birefringence Fiber, chamada de HBF), e sua constante de propagação de birefringência normalizada B é maior que 10^-5. Fibras de alta resistência à polarização podem ser divididas em fibras de dupla polarização e fibras de polarização única de acordo com suas características de propagação. A fibra de polarização dupla separa os dois modos de polarização para que o modo de polarização permaneça basicamente inalterado durante o processo de transmissão; enquanto a fibra de polarização única só pode transmitir um modo dos dois modos de polarização ortogonal, e o outro modo é suprimido e não pode se propagar. Chamamos essa fibra de fibra de polarização única ou uma fibra de modo único absoluto.
De acordo com as diferentes formas de birefringência nas fibras ópticas, a polarização mantendo fibras pode ser dividida em fibras de efeito de forma geométrica e fibras induzidas pelo estresse. Como mostrado na figura, existem várias estruturas comuns de polarização que mantêm a fibra final. Entre eles, gravata borboleta, panda, revestimento elíptico interno e fibras retangulares de polarização revestidas de estresse são fibras sensíveis ao estresse; núcleo elíptico, entalhe lateral, polarização mantendo fibras como o tipo de túnel lateral são fibras do tipo efeito de forma geométrica. Atualmente, a maioria das fibras de manutenção da polarização são fabricadas por métodos que geram estresse residual na fibra.
