Šķiedras serde ir divslāņu koncentrisks cilindrs ar nelielu šķērsgriezuma laukumu, kas izgatavots no kvarca stikla. Tas ir trausls, viegli sadalāms, un tam nepieciešams aizsargslānis. To var iedalīt mikrostruktūras optiskajā šķiedrā un polarizācijā, kas uztur optisko šķiedru, kas galvenokārt ietver militāro, valsts aizsardzību, aviāciju, enerģētiku un vides aizsardzību, rūpniecisko kontroli, medicīnisko un veselības aprūpi, mērījumus un testēšanu, pārtikas nekaitīgumu, sadzīves tehniku un daudzās citās jomās.
1966. gadā Gao Kun kungs vispirms ierosināja izmantot dielektrisko optisko šķiedru, lai pārraidītu informāciju ar optisko nesēju rakstā, tādējādi liekot teorētisko pamatu optiskajai šķiedrai kā videi gaismas pārraidīšanai. Pēc vairāku gadu pētījumiem Kornings Amerikas Savienotajās Valstīs 1970. gadā ražoja pirmo optisko šķiedru ar zaudējumiem 20dB / Km, kas ievērojami samazināja optiskās šķiedras pārraides zudumus un ļāva attīstīt optisko šķiedru sakaru tehnoloģiju. Pēdējos gados pētnieki ir atklājuši, ka optisko šķiedru uztveršanas tehnoloģija ir kļuvusi par vienu no aktīvajām nozarēm optoelektronisko tehnoloģiju jomā, pateicoties tās augstajai jutībai, spēcīgajām pretelektromagnētisko traucējumu spējām, mazajiem izmēriem un vienkāršajai integrācijai.
Optisko šķiedru uztveršanas tehnoloģija aptver plašu jomu klāstu, tostarp militāro, valsts aizsardzību, kosmosa, enerģētikas un vides aizsardzību, rūpniecisko kontroli, medicīnisko un veselības aprūpi, mērījumus un testēšanu, pārtikas nekaitīgumu, sadzīves tehniku un daudzas citas jomas. Galvenie iesaistītie sensori galvenokārt ietver: optisko šķiedru žiroskopus, optisko šķiedru hidrofonus, šķiedru režģu temperatūras sensorus, optisko šķiedru strāvas transformatorus un citas optisko šķiedru uztveršanas tehnoloģijas. Mikrostrukturētās šķiedras un polarizāciju uzturošās šķiedras ir kļuvušas par optisko šķiedru uztveršanas jomas mugurkaulu to elastīgās struktūras un unikālo īpašību dēļ.
Mikrostruktūras šķiedru (Microstructure dfiber, MOF) pēc struktūras un pārraides mehānisma var iedalīt šādās divās kategorijās: viena ir refrakcijas indeksa vadīta mikrostruktūras šķiedra; otrs ir joslu spraugas fotons ar periodisku gaisa caurumu izvietojumu Kristāla šķiedra. Indeksa vadīta mikrostruktūras šķiedra galvenokārt ietver kapilāru šķiedru, paralēlo matricu kodola šķiedru un daudzkodolu šķiedru atbilstoši tās struktūrai. Kapilāro šķiedru vispirms ierosināja Hidaka et al. Kā norāda nosaukums, kapilārā šķiedra tās iekšpusē ir doba struktūra, kas rada daudzas īpašas īpašības. Sensorēšanas jomā kapilārajai šķiedrai ir unikālas priekšrocības šķidrumu un gāzu mērīšanā. 1997. gadā ITO.H pētījumu grupa izmantoja dobu kodolu optiskās šķiedras, lai kontrolētu karsto rubīdija atomu kustību, lai panāktu padziļinātu izpratni par atomu lauku. Nanjingas Aeronautikas un astronautikas universitātes Inteliģento materiālu un struktūras aviācijas zinātnes un tehnoloģiju laboratorija realizē kompozītmateriālu diagnostiku un remontu, injicējot līmi dobajā šķiedrā, tādējādi realizējot kapilārās šķiedras īpašās struktūras pielietojumu. Paralēlā masīva kodola šķiedra attiecas uz šķiedru, kurā vairāki serdeņi ir sakārtoti saskaņā ar noteiktu noteikumu un tiem ir viens un tas pats apšuvums. Tas radīs savstarpēju savienojumu starp serdeņiem un tādējādi radīs daudz dīvainu īpašību. Harbinas Inženieru universitātes optisko šķiedru uztveršanas laboratorija ir izstrādājusi virkni indeksu vadītu daudzkodolu mikrostruktūras optisko šķiedru. Daudzkodolu optiskā šķiedra tika piedāvāta 70. gadu beigās. Tās galvenais mērķis ir integrēt šķiedras kodolu vienā optiskajā šķiedrā, lai varētu ievērojami samazināt optiskās šķiedras un kabeļa ražošanas izmaksas un uzlabot optiskās šķiedras integrāciju. 1994. gadā France Telecom vispirms ražoja četru kodolu vienmodu šķiedru. 2010. gadā amerikāņu OFS uzņēmums B. Zhu un citi izstrādāja un ražoja septiņu kodolu daudzkodolu optisko šķiedru, un septiņi kodoli tika sakārtoti parastā sešstūrī. 2012. gadā R.Ryf un S.Randel et al. izmantoja mazmodu šķiedras, lai iegūtu trīskodolu mikrostruktūras šķiedras, kas samazināja daudzkodolu šķiedru kodola šķērsruna. Lai gan šīm viļņvada veida mikrostruktūras optiskajām šķiedrām ir tādas problēmas kā optiskā savienošana starp serdeņiem un šķērsruna tālsatiksmes optisko šķiedru sakaros, tas neapšaubāmi sniedz jaunu ideju optisko šķiedru uztveršanas jomā.
Ir divi ortogonāli> polarizācijas stāvokļi vienmodu šķiedrā. Ideālā gadījumā, ja šķiedru struktūra ir stingri simetriska, šo divu režīmu izplatīšanās ir vienāda. Tomēr faktiskajā ražošanā un pielietošanā, tā kā vienmodu šķiedru ietekmē ārējā vide, piemēram, temperatūra un spriedze, un ražošanas laikā radīto spriedzi, vienmēr pastāv zināma elipses pakāpe, refrakcijas indeksa sadalījums un sprieguma asimetrija. Pavairošanas konstante ir atšķirīga, tāpēc pavairošanas laikā rodas papildu fāžu starpība, ko optikā sauc par dubultlauzumu. Šāda veida šķelšanās neizbēgami novedīs pie polarizācijas režīma izkliedes. Optisko šķiedru uztveršanas un optisko šķiedru metroloģijas jomā ir nepieciešams, lai optiskajā šķiedrā izplatītajai gaismai būtu stabils polarizācijas stāvoklis. Daudzās integrētajās optiskajās ierīcēs ievades gaismas polarizācijas stāvoklis ir arī selektīvs. Šīs polarizācijas režīma dispersijas parādības dēļ parastās vienmodu optiskās šķiedras ierobežo optisko šķiedru uztveršanas un citu lauku attīstību, un tiek ražotas polarizāciju uzturošās optiskās šķiedras.
Pašlaik ir divas galvenās metodes, kā atrisināt polarizācijas stāvokļa nestabilitātes problēmu vienmodu šķiedrā. Pirmais ir: mēģiniet samazināt vienmodu šķiedras asimetriskās īpašības, mēģiniet atrisināt šķiedras eliptiskuma un iekšējā atlikušā sprieguma ietekmi, lai šīs vienmodas šķiedras abpusējās pārrāvuma efekts tiktu samazināts līdz diviem. var savstarpēji deģenerēties. Kad normalizētā dubultlaušanas izplatīšanās konstante B ir mazāka par 10 ^ -6, šāda veida šķiedru parasti sauc par zemu šķelto šķiedru (LBF). Otrā metode ir palielināt vienmodu šķiedras asimetriju, palielināt tās dubultlaušanas raksturlielumus un padarīt gaismu starp abiem režīmiem grūti savienojamiem. Mēs saucam par šāda veida polarizāciju uzturošām šķiedrām ar augstu šķelšanos ar šķelšanos (augsta šķelšanās šķiedra, saukta par HBF), un tās normalizētā divu šķelšanās izplatīšanās konstante B ir lielāka par 10 ^ -5. Augstas dubultlaušanas polarizāciju uzturošās šķiedras var sadalīt divpolarizācijas šķiedrās un vienas polarizācijas šķiedrās pēc to izplatīšanās īpašībām. Divkāršās polarizācijas šķiedra atdala abus polarizācijas režīmus tā, ka pārraides procesā polarizācijas režīms pamatā nemainās; kamēr viena polarizācijas šķiedra var pārraidīt tikai vienu divu ortogonālo polarizācijas režīmu režīmu, bet otrs režīms tiek nomākts un nevar izplatīties. Mēs šo šķiedru saucam par vienpolarizācijas šķiedru vai absolūtu vienmodu šķiedru.
Saskaņā ar dažādiem optisko šķiedru abpusējās šķelšanās veidiem, polarizācijas uzturošās šķiedras var iedalīt ģeometriskās formas efekta šķiedrās un stresa izraisītās šķiedrās. Kā parādīts attēlā, ir vairākas kopīgas polarizāciju uzturošas šķiedras gala virsmas struktūras. Starp tām tauriņš, panda, iekšējā elipsveida apšuvums un taisnstūra stresa pārklātas polarizācijas uzturošās šķiedras ir stresa jutīgas šķiedras; elipsveida serde, sānu sprauga, polarizācijas uzturošās šķiedras, piemēram, sānu tuneļa tips, ir ģeometriskas formas efekta tipa šķiedras. Pašlaik lielāko daļu polarizāciju uzturošo šķiedru ražo ar metodēm, kas šķiedrā rada atlikušo spriegumu.
