De vezelkern is een dubbellaagse concentrische cilinder met een kleine doorsnede van kwartsglas. Het is broos, gemakkelijk te breken en heeft een beschermlaag nodig. Het kan worden onderverdeeld in optische vezels met een microstructuur en polarisatie die optische vezels handhaaft, die voornamelijk betrekking hebben op militaire, nationale defensie, ruimtevaart, energie- en milieubescherming, industriële controle, medisch en gezondheid, meten en testen, voedselveiligheid, huishoudelijke apparaten en vele andere gebieden.
In 1966 stelde de heer Gao Kun voor het eerst het gebruik van diëlektrische optische vezels voor om informatie met optische drager in een artikel over te brengen, waarmee hij de theoretische basis legde voor optische vezels als medium om licht door te geven. Na een aantal jaren van onderzoek produceerde Corning in de Verenigde Staten in 1970 de eerste optische vezel met een verlies van 20dB / Km, waardoor het transmissieverlies van de optische vezel sterk werd verminderd en de ontwikkeling van optische vezelcommunicatietechnologie mogelijk werd. In de afgelopen jaren hebben onderzoekers ontdekt dat optische vezeldetectietechnologie een van de actieve takken is geworden op het gebied van opto-elektronische technologie vanwege de hoge gevoeligheid, het sterke anti-elektromagnetische interferentievermogen, het kleine formaat en de eenvoudige integratie.
Optische vezeldetectietechnologie bestrijkt een breed scala aan gebieden, waaronder leger, nationale defensie, lucht- en ruimtevaart, energie- en milieubescherming, industriële controle, medische en gezondheid, meten en testen, voedselveiligheid, huishoudelijke apparaten en vele andere gebieden. De belangrijkste betrokken sensoren zijn voornamelijk: glasvezelgyroscopen, glasvezelhydrofoons, vezelroostertemperatuursensoren, glasvezelstroomtransformatoren en andere optische vezeldetectietechnologieën. Microgestructureerde vezels en polarisatiebehoudende vezels zijn de ruggengraat geworden van het veld van optische vezeldetectie vanwege hun flexibele structuur en unieke kenmerken.
Microstructuurvezel (Microstructure dfiber, MOF) kan worden onderverdeeld in de volgende twee categorieën op basis van zijn structuur en transmissiemechanisme: een is de brekingsindex geleide microstructuurvezel; de andere is het foton van het band gap-type met periodieke luchtgatopstelling Kristalvezel. De index-geleide microstructuurvezel omvat hoofdzakelijk capillaire vezel, parallel-array-kernvezel en meeraderige vezel volgens zijn structuur. Capillaire vezel werd voor het eerst voorgesteld door Hidaka et al. in 1981. Zoals de naam suggereert, is capillaire vezel een holle structuur in de kern, wat leidt tot veel bijzondere eigenschappen. Op het gebied van detectie hebben capillaire vezels zijn unieke voordelen bij het meten van vloeistoffen en gassen. In 1997 gebruikte de ITO.H-onderzoeksgroep optische vezels met holle kern om de beweging van hete rubidiumatomen te regelen om een dieper begrip van het atoomveld te verkrijgen. Het Intelligent Materials and Structure Aerospace Science and Technology Laboratory van de Nanjing University of Aeronautics and Astronautics realiseert de diagnose en reparatie van composietmaterialen door lijm op de holle vezel te injecteren, waardoor de toepassing van de speciale structuur van de capillaire vezel wordt gerealiseerd. Parallelle array-kernvezel verwijst naar een vezel waarin meerdere kernen zijn gerangschikt volgens een bepaalde regel en dezelfde bekleding delen. Dit zorgt voor een onderlinge koppeling tussen de kernen, en dus voor veel vreemde kenmerken. Het optische vezeldetectielaboratorium van de Harbin Engineering University heeft een reeks indexgestuurde optische vezels met meerdere kernen geproduceerd. Eind jaren zeventig werd glasvezel met meerdere kernen voorgesteld. Het belangrijkste doel is om de vezelkern in een enkele optische vezel te integreren, zodat de fabricagekosten van optische vezels en kabel aanzienlijk kunnen worden verlaagd en de integratie van optische vezels kan worden verbeterd. In 1994 produceerde France Telecom voor het eerst een vieraderige single-mode glasvezel. In 2010 ontwierpen en produceerden het Amerikaanse OFS-bedrijf B. Zhu en anderen een zeven-aderige multi-core optische vezel, en de zeven kernen waren gerangschikt in een regelmatige zeshoek. In 2012 hebben R.Ryf en S.Randel et al. gebruikte few-mode vezels om driekernige microstructuurvezels te produceren, waardoor de kernoverspraak van meeraderige vezels werd verminderd. Hoewel deze optische vezels met een microstructuur van het golfgeleider-type problemen hebben zoals optische koppeling tussen kernen en overspraak bij optische vezelcommunicatie over lange afstanden, levert dit ongetwijfeld een nieuw idee op voor het veld van optische vezeldetectie.
Er zijn twee orthogonale> polarisatietoestanden in een single-mode vezel. In het ideale geval waarbij de vezelstructuur strikt symmetrisch is, is de voortplanting van deze twee modi gelijk. Bij de daadwerkelijke productie en toepassing is er echter altijd een zekere mate van ellipticiteit, brekingsindexverdeling en spanningsasymmetrie omdat single-mode vezel wordt beïnvloed door externe omgeving zoals temperatuur en spanning, en de spanning die tijdens de fabricage wordt gegenereerd. Er is een verschil in de voortplantingsconstante, dus er treedt een extra faseverschil op tijdens de voortplanting, wat in de optica dubbele breking wordt genoemd. Dit soort dubbele breking zal onvermijdelijk leiden tot dispersie in polarisatiemodus. Op het gebied van detectie van optische vezels en metrologie van optische vezels is het vereist dat het licht dat zich voortplant in de optische vezel een stabiele polarisatietoestand heeft. In veel geïntegreerde optische apparaten is de polarisatietoestand van het ingangslicht ook selectief. Als gevolg van dit verschijnsel van polarisatiemodus-dispersie, beperken gewone optische vezels met enkele modus de ontwikkeling van detectie van optische vezels en andere velden, en worden polarisatiebehoudende optische vezels geproduceerd.
Momenteel zijn er twee hoofdmethoden om het probleem van de instabiliteit van de polarisatietoestand in een single-mode vezel op te lossen. De eerste is: probeer de asymmetrische eigenschappen van single-mode vezel te verminderen, probeer de invloed van de ellipticiteit en interne restspanning van de vezel op te lossen, zodat het dubbele brekingseffect van deze single-mode vezel wordt geminimaliseerd tot twee De twee modi kunnen onderling gedegenereerd zijn. Wanneer de genormaliseerde voortplantingsconstante B van de dubbele breking kleiner is dan 10 ^ -6, wordt dit soort vezel gewoonlijk Low Birefringent Fiber (LBF) genoemd. De tweede methode is om de asymmetrie van de singlemode-vezel te vergroten, de dubbele brekingskarakteristieken ervan te vergroten en het licht tussen de twee modi moeilijk met elkaar te koppelen. We noemen dit soort polarisatiebehoudende vezel een hoge dubbele brekingspolarisatiebehoudende vezel (hoge dubbele brekingsvezel, ook wel HBF genoemd), en de genormaliseerde dubbele brekingsvoortplantingsconstante B is groter dan 10 ^ -5. Vezels die een hoge dubbele brekingspolarisatie behouden, kunnen worden onderverdeeld in vezels met dubbele polarisatie en vezels met enkele polarisatie volgens hun voortplantingskarakteristieken. De dubbele polarisatievezel scheidt de twee polarisatiemodi zodat de polarisatiemodus in wezen ongewijzigd blijft tijdens het transmissieproces; terwijl de enkele polarisatievezel slechts één modus van de twee orthogonale polarisatiemodi kan overbrengen, en de andere modus wordt onderdrukt en kan zich niet voortplanten. We noemen deze vezel een single-polarization fiber of een absolute single-mode fiber.
Volgens de verschillende manieren van dubbele breking in optische vezels, kunnen polarisatiebehoudende vezels worden verdeeld in geometrische vormeffectvezels en door spanning geïnduceerde vezels. Zoals getoond in de figuur, zijn er verschillende algemene polarisatiebehoudende eindvlakstructuren van vezels. Onder hen zijn vlinderdas, panda, elliptische binnenbekleding en rechthoekige, spanning-beklede polarisatiebehoudende vezels spanningsgevoelige vezels; elliptische kern, zijgleuf, polarisatiebehoudende vezels zoals zijtunneltype zijn vezels van het geometrische vormeffect. Momenteel worden de meeste polarisatiebehoudende vezels vervaardigd door middel van methoden die restspanning in de vezel genereren.
