R: El estado de polarización (SOP) describe la orientación y la trayectoria del vector de campo eléctrico de una onda luminosa en el plano perpendicular a su dirección de propagación. Entre los estados de polarización comunes se incluyen la polarización lineal a distintos ángulos, la polarización circular (levógira o dextrógira) y la polarización elíptica.

En los sistemas de comunicación y detección por fibra óptica, el SOP puede variar debido a factores ambientales como la temperatura, la tensión mecánica y la curvatura de la fibra. Por consiguiente, la monitorización del SOP en tiempo real ayuda a evaluar el comportamiento de la polarización y a mantener la estabilidad del sistema.

R: El grado de polarización (DOP) representa la proporción de la potencia óptica total que está totalmente polarizada. Su valor oscila entre 0 y 1, o bien entre el 0% y el 100%. Un DOP de 1 indica luz totalmente polarizada, mientras que un DOP de 0 representa luz completamente no polarizada. Los valores comprendidos entre 0 y 1 indican luz parcialmente polarizada. El DOP se utiliza habitualmente para evaluar la pureza de la polarización y el grado de despolarización en un sistema óptico. En las comunicaciones ópticas coherentes, mantener un DOP elevado es especialmente importante para lograr una detección coherente eficaz.

R: La relación de extinción de polarización (PER) indica con qué eficacia un componente o sistema óptico que mantiene la polarización suprime la componente de polarización ortogonal no deseada. Se define como la relación entre las potencias ópticas en dos direcciones de polarización ortogonales y normalmente se expresa en decibelios (dB).

Por ejemplo, una PER de 50 dB significa que la potencia óptica en la dirección de polarización dominante es 105 veces mayor que en la dirección ortogonal. Una PER más alta generalmente indica una mejor preservación o transmisión del estado de polarización deseado. La PER es un parámetro de rendimiento importante para componentes tales como la fibra de mantenimiento de polarización, los polarizadores y los divisores de haz por polarización.

R: Estos tres parámetros describen diferentes aspectos de la polarización:

• Estado de polarización (SOP): Magnitud vectorial que describe la orientación y la trayectoria del campo eléctrico.
• Grado de polarización (DOP): Magnitud escalar que describe la proporción de luz polarizada en la señal óptica e indica el grado de despolarización.
• Relación de extinción de polarización (PER): Magnitud escalar que describe la relación de potencia entre dos componentes de polarización ortogonales, proporcionando una indicación de la pureza de la polarización.

Un DOP elevado es un requisito previo para lograr un PER alto. Sin embargo, incluso cuando el DOP es igual a 1, el PER medido puede resultar bajo si la dirección de polarización no está alineada con el eje principal del dispositivo bajo prueba. Por este motivo, a menudo se monitorizan conjuntamente el SOP, el DOP y el PER al evaluar el rendimiento de polarización de un enlace óptico o de un componente que mantiene la polarización.

R: Existen varios métodos para medir el PER; entre los métodos comunes se incluyen:

• Método del analizador rotatorio Se hace girar un polarizador o analizador, ya sea manual o automáticamente, mientras se registran las potencias ópticas transmitidas máxima y mínima. A continuación, se calcula el PER a partir de la relación entre ambas. El método es sencillo, pero la velocidad y la precisión de la medición son relativamente limitadas, con un rango dinámico típico que no supera los 30 dB.
• Método de análisis de polarización Un analizador de polarización utiliza la detección de parámetros de Stokes de cuatro canales para obtener información sobre la polarización, como el SOP y el DOP. Sin embargo, el rango dinámico de PER alcanzable suele limitarse a valores inferiores a 40 dB.
• Medidor de PER dedicado Un instrumento especializado, como el medidor de relación de extinción de polarización (PER) Joinwit JW8605, emplea detección sincronizada o una técnica de analizador rotativo para ofrecer un rango dinámico de PER de hasta 50 dB. Admite mediciones multicanal y permite visualizar en tiempo real parámetros como el PER, la potencia óptica, el ángulo de polarización y el DOP, lo que lo hace adecuado tanto para la producción de componentes que mantienen la polarización como para pruebas de I+D.

R: El grado de polarización (DOP) puede medirse mediante técnicas de aleatorización de la polarización o de análisis completo de la polarización. Los métodos tradicionales incluyen el de compresión de la fibra, que modifica el estado de polarización aplicando presión sobre la misma, y el de lámina de onda giratoria, que varía dicho estado antes de detectar los valores extremos de la potencia óptica resultante.

El medidor de grado de polarización (DOP) Joinwit JW8609 emplea una técnica de aleatorización de la polarización basada en láminas de onda giratorias dobles, diseñada para minimizar las fluctuaciones de la potencia óptica durante la medición. El equipo especifica una variación de la potencia óptica inferior a 0.002 dB, lo que contribuye a mejorar la estabilidad de la medición en señales con un DOP bajo (inferior al 10%). El Joinwit JW8609 ofrece una precisión del 0.1% en la medición del DOP, una resolución del 0.01% y un tiempo de medición de 0.5 segundos.

R: Los cambios rápidos de polarización requieren una arquitectura de detección en paralelo capaz de adquirir los parámetros de polarización de forma simultánea. El polarímetro en línea Joinwit JW8611 emplea una detección síncrona de cuatro canales para capturar los cuatro parámetros de Stokes al mismo tiempo, lo que permite monitorizar fluctuaciones rápidas de la polarización.

El software para PC puede visualizar la trayectoria del estado de polarización (SOP) en una esfera de Poincaré en tiempo real y mostrar los cambios de polarización a lo largo del tiempo mediante una representación similar a la de un osciloscopio. Estas características hacen que este polarímetro en línea sea adecuado para aplicaciones como el análisis dinámico de la polarización y el control por retroalimentación en tiempo real.

R: El ancho de línea extremadamente estrecha de fuentes como los láseres DFB puede dificultar la medición convencional de la PER. Un enfoque posible es la medición de la PER mediante ciclos térmicos. La fibra bajo prueba se coloca en un dispositivo de calentamiento con control de temperatura, como el JW8612, donde los ciclos térmicos controlados modifican la birrefringencia de la fibra y varían continuamente su estado de polarización.

Al utilizarse junto con un analizador de polarización de alta velocidad, como el polarímetro en línea JW8611, el sistema registra la evolución de los parámetros de Stokes durante el ciclo de temperatura. Estos datos permiten determinar la PER de la fuente de anchura de línea estrecha. El método está diseñado para ofrecer mediciones de PER reproducibles en aplicaciones que involucran láseres y componentes que mantienen la polarización.

R: Los 3 instrumentos están diseñados para diferentes requisitos de medición de polarización:

Guía de selección

• Elija el JW8605 cuando el requisito principal sea la medición de PER de alto rango (hasta 50 dB), incluidas las aplicaciones que requieren entrada óptica de espacio libre.
• Elija el JW8611 para análisis de SOP/DOP de alta velocidad, monitorización dinámica de la polarización o aplicaciones como la alineación CPO/ELS.
• Elija el JW8609 cuando el requisito principal sea la medición precisa de fuentes de luz con bajo DOP (inferior al 10%).

R: La alineación precisa de los ejes de polarización es fundamental al realizar el empalme de fibra que mantiene la polarización o al alinear componentes ópticos sensibles a la polarización. El monitoreo en tiempo real de la PER y el SOP puede servir de guía durante el proceso de alineación.

El medidor de PER multicanal JW8605 permite monitorear las variaciones de la PER antes y después del empalme, facilitando a los operadores una evaluación más eficiente del desalineamiento de los ejes de polarización.

Para los sistemas de alineación activa, el polarímetro en línea JW8611 proporciona retroalimentación de alta velocidad y una salida de señal analógica para el control en bucle cerrado, lo que permite al sistema buscar automáticamente la posición correspondiente a la PER máxima o a la pérdida por inserción mínima.

Tras la alineación, el medidor de DOP JW8609 permite evaluar la estabilidad del DOP de la fuente de luz. En conjunto, estos tres instrumentos abarcan las pruebas de polarización desde las etapas de I+D y alineación hasta la inspección en producción.

R: El PER es un parámetro clave para evaluar el rendimiento de mantenimiento de la polarización de fibras y componentes ópticos, así como la calidad del empalme y la alineación de los ejes de polarización. Entre las aplicaciones típicas se incluyen:

• Monitoreo de empalmes de fibra PM: Una disminución en la PER puede indicar tensión o desalineación de los ejes en el punto de empalme.
• Pruebas de guía de onda en Y y acopladores PM: La medición simultánea de la PER y de la relación de potencia en dos salidas permite evaluar la simetría de la división.
• Acoplamiento de láser a fibra PM: La PER proporciona un indicador importante de la alineación de la polarización y de la estabilidad del acoplamiento.
• Giroscopios de fibra óptica: El rendimiento de la extinción de polarización es un factor importante que afecta a la estabilidad del sesgo y al factor de escala del giroscopio.

Por estas razones, la PER se utiliza ampliamente como parámetro de medición fundamental al evaluar el rendimiento y la fiabilidad de los sistemas ópticos de mantenimiento de la polarización.