Ядрото на влакното е двуслоен концентричен цилиндър с малка площ на напречното сечение от кварцово стъкло. Той е чуплив, лесно се чупи и се нуждае от защитен слой. Тя може да бъде разделена на оптични влакна с микроструктура и поддържащи поляризация оптични влакна, които включват основно военна, национална отбрана, космическа, енергийна и екологична защита, индустриален контрол, медицинска и здравна дейност, измерване и тестване, безопасност на храните, домакински уреди и много други области.
През 1966 г. г-н Гао Кун за пръв път предлага използването на диелектрично оптично влакно за предаване на информация с оптичен носител в статия, като по този начин полага теоретичната основа за оптичното влакно като среда за предаване на светлина. След няколко години изследвания, Корнинг в САЩ произвежда първото оптично влакно със загуба от 20dB / Km през 1970 г., което значително намалява загубата на предаване на оптичното влакно и прави възможно развитието на комуникационната технология на оптичните влакна. През последните години изследователите откриха, че технологията за откриване на оптични влакна се е превърнала в един от активните клонове в областта на оптоелектронните технологии поради своята висока чувствителност, силна способност за анти-електромагнитни смущения, малък размер и лесна интеграция.
Технологията за оптично разпознаване на влакна обхваща широк спектър от области, включително военна, национална отбрана, космическа, енергийна и екологична защита, индустриален контрол, медицина и здраве, измерване и тестване, безопасност на храните, домакински уреди и много други области. Основните включени сензори включват основно: оптични жироскопи, оптични хидрофони, температурни сензори за решетъчни влакна, оптични оптични токови трансформатори и други технологии за чувствителни оптични влакна. Микроструктурираните влакна и влакната, поддържащи поляризацията, се превърнаха в гръбнака на полето на сензориране на оптични влакна поради своята гъвкава структура и уникални характеристики.
Микроструктурните влакна (Microstructure dfiber, MOF) могат да бъдат разделени на следните две категории според неговата структура и механизъм на предаване: едната е индексът на пречупване, управляван от микроструктурните влакна; другият е фотонът с лентова пролука с периодично разположение на въздушните отвори Кристално влакно. Воденото с индекс микроструктурно влакно включва предимно капилярно влакно, влакно с паралелен масив и многоядрено влакно според структурата си. Капилярното влакно е предложено за първи път от Hidaka et al. през 1981 г. Както подсказва името, капилярното влакно е куха структура вътре в сърцевината си, което води до много специални свойства. В областта на чувствителността капилярните влакна имат своите уникални предимства при измерване на течности и газове. През 1997 г. изследователската група ITO.H използва оптични влакна с кухи ядра, за да контролира движението на горещите атоми на рубидия, за да постигне по-задълбочено разбиране на атомното поле. Интелигентната лаборатория за аерокосмическа наука и технологии на материалите и структурата на Университета по аеронавтика и астронавтика в Нанкин осъществява диагностиката и ремонта на композитни материали чрез инжектиране на лепило върху кухите влакна, като по този начин реализира прилагането на специалната структура на капилярното влакно. Ядрото с паралелен масив се отнася до влакно, в което множество ядра са подредени съгласно определено правило и споделят една и съща облицовка. Това ще доведе до взаимно свързване между ядрата и по този начин ще доведе до много странни характеристики. Лабораторията за оптични влакна на Harbin Engineering University е създала серия от многоядрени оптични влакна с многоядрена микроструктура. Многоядреното оптично влакно беше предложено в края на 70-те години. Основната му цел е да интегрира ядрото на влакното в едно оптично влакно, така че производствените разходи за оптични влакна и кабели могат да бъдат значително намалени и интеграцията на оптични влакна може да бъде подобрена. През 1994 г. France Telecom за първи път произвежда четирижилно едномодово влакно. През 2010 г. американската компания OFS B. Zhu и други проектираха и произведоха седмоядрено многоядрено оптично влакно, а седемте ядра бяха подредени в правилен шестоъгълник. През 2012 г. R.Ryf и S.Randel et al. използва малкомодови влакна, за да произведе трижилни микроструктурни влакна, което намалява кръстосаните връзки на сърцевината на многоядрените влакна. Въпреки че тези оптични влакна от микроструктурен тип на вълноводни имат проблеми като оптично свързване между ядра и кръстосани препратки при комуникацията на оптични влакна на дълги разстояния, това несъмнено предоставя нова идея за полето на сензориране на оптични влакна.
Има два ортогонални> поляризационни състояния в едномодово влакно. В идеалния случай, когато структурата на влакната е строго симетрична, разпространението на тези два режима е равно. Въпреки това, в действителното производство и приложение, тъй като едномодовите влакна се влияят от външна среда като температура и напрежение и напрежението, генерирано по време на производството, винаги има определена степен на елиптичност, разпределение на индекса на пречупване и асиметрия на напрежението. Има разлика в константата на разпространение, така че по време на разпространението възниква допълнителна фазова разлика, която се нарича двойно пречупване в оптиката. Този вид двойно пречупване неизбежно ще доведе до дисперсия в режим на поляризация. В областта на чувствителността на оптичните влакна и метрологията на оптичните влакна се изисква светлината, разпространяваща се в оптичното влакно, да има стабилно поляризационно състояние. В много интегрирани оптични устройства поляризационното състояние на входната светлина също е селективно. Поради този феномен на дисперсия в режим на поляризация, обикновените едномодови оптични влакна ограничават развитието на оптични влакна и други полета и се получават оптични влакна, поддържащи поляризация.
В момента има два основни метода за решаване на проблема с нестабилността на поляризационното състояние в едномодово влакно. Първият е: опитайте се да намалите асиметричните характеристики на едномодовото влакно, опитайте се да решите влиянието на елиптичността и вътрешното остатъчно напрежение на влакното, така че ефектът на двойно пречупване на това едномодово влакно да бъде сведен до два Двата режима могат да бъдат взаимно дегенерирани. Когато нормализираната константа на разпространение на двойно пречупване B е по-малка от 10 ^ -6, този вид влакно обикновено се нарича ниско двулучепреломляващо влакно (LBF). Вторият метод е да се увеличи асиметрията на едномодовото влакно, да се увеличат неговите характеристики на двойно пречупване и да се направи светлината между двата режима трудна за сдвояване помежду си. Наричаме този вид влакна, поддържащи поляризация, високо двойно пречупване, поддържащи поляризация влакна (High Birefringence Fiber, наричани HBF) и неговата нормализирана константа за разпространение на двойно пречупване B е по-голяма от 10 ^ -5. Влакна с високо двойно пречупване, поддържащи поляризацията, могат да бъдат разделени на влакна с двойна поляризация и влакна с една поляризация според техните характеристики на разпространение. Двойното поляризационно влакно разделя двата режима на поляризация, така че режимът на поляризация остава основно непроменен по време на процеса на предаване; докато единичното поляризационно влакно може да предава само един режим от двата ортогонални поляризационни режима, а другият режим е потиснат и не може да се разпространява. Ние наричаме това влакно еднополяризационно влакно или абсолютно едномодово влакно.
Според различните начини на двойно пречупване в оптичните влакна, влакната за поддържане на поляризацията могат да бъдат разделени на влакна с ефект на геометрична форма и влакна, предизвикани от стрес. Както е показано на фигурата, има няколко често срещани структури за поддържане на поляризацията на влакна от крайната страна. Сред тях влакната с папионка, панда, вътрешната елипсовидна облицовка и правоъгълните влакна, поддържащи поляризацията, са стрес-чувствителни влакна; елипсовидна сърцевина, страничен прорез, влакна за поддържане на поляризацията, като тип страничен тунел, са влакна с ефект на геометрична форма. Понастоящем повечето влакна, поддържащи поляризацията, се произвеждат по методи, които генерират остатъчно напрежение във влакното.
