Що таке порожнистого ядрового волокна (HCF)?
Оптичні волокна порожнистого ядра відрізняються від традиційних оптичних волокон з твердого скла або пластику, оскільки їх внутрішній салон порожній і може бути наповнений повітрям, інертним газом або вакуумом. Цей унікальний метод структурної конструкції суттєво змінює характеристики оптичних розповсюдження оптичних волокон, надаючи їм багаторазових переваг продуктивності перед традиційними оптичними волокнами з твердого скла. Через швидшу швидкість розповсюдження світла у повітрі порівняно зі склом, порожнисті оптичні волокна мають менші затримки та втрати порівняно з традиційними оптичними волокнами. Microsoft Lumensity стверджує, що його порожниста волоконна оптична швидкість на 47% швидше, ніж стандартне кварцове скло. Крім того, порожнисті ядрові волокна не підбирають світло і можуть легко підтримувати світло в декількох діапазонах, таких як O, S, E, C, L, U тощо.
Порожнистого ядрового волокна, як традиційне скляне ядро волокна, складається з трьох частин: ядра, облицювання та покриття. Основна відмінність полягає в ядрі та обшивці. Ядро порожнистого волокна - це повітря, а обшивка розроблена на основі мікроструктури, як правило, складається з ряду крихітних повітряних отворів, розташованих у створенні стільниці. Коли світло падає на інтерфейсі між ядром волокна та облицюванням, воно сильно розсіяне періодично розташованим отворами повітря в обшивці. Це багаторазове розсіювання виробляє узгодженість, що дозволяє світлим хвилям, які відповідають конкретним довжинам хвиль та кутом випадків, щоб повернутися до основного шару та продовжувати поширюватися. Функція мікроструктури полягає у обмеженні оптичних сигналів всередині ядра волокна для поширення, а продуктивність порожнистих ядерних волокон визначається в основному за допомогою мікроструктури.
Порожнисте волокно зменшує заломлення світла за допомогою середовища через поширення світла у повітрі, тим самим значно зменшуючи затримку передачі. Втрата сигналу порожнистого волокна значно нижча, ніж у традиційних волокон, що робить його придатним для надвисокої передачі на великі відстані та зменшення потреби в підсилювачах сигналу. Порожнистого ядрового волокна значно зменшує нелінійні ефекти (наприклад, модуляція самофази всередині волокна) під час оптичної передачі потужності, що робить його широко застосовним у потужній лазерній передачі та квантовому зв'язку.
Порожні ядрові волокна можна просто класифікувати на дві категорії на основі їх принципу дизайну та роботи мікроструктури: фотонні волокна порожнистих ядра (PBG-HCF) та анти резонансні порожнисті ядрові волокна (AR-HCF). Розробка оптичних волокон порожнистих ядер в основному пройшла процес еволюції від фотонних волокон до анти резонансних волокон.
Порожнисті волокна для сердечників Photon Bandgap покладаються на фотонну кристалічну структуру в обшивці волокна, щоб утворити фотонну смугу, щоб обмежити поширення світлих променів у порожнистому ядрі. Різниця в показнику заломлення фотонних кристалів означає, що світловий промінь може поширюватися лише в ядрі і не може просочитися в обшивку. Однак ця структура схильна до втрат, з прогнозованою втратою приблизно 4 дБ на кілометр, що обмежує його використання в мережах на великі відстані.
Анти -резонансне порожнисте волокно когерно відбиває світло назад і назад між трубчастими скляними плівками всередині волокна, обмежуючи світло біля повітряного ядра і передаючи його по осі. Принцип анти -резонансу є досить складним, і деякі люди стверджують, що він схожий на тонкі втручання плівки. Цей тип оптичного волокна використовує принцип проти резонансного відбиття та утворює складну мікроструктуру за допомогою спеціальної структурної конструкції, таких як розробка декількох шарів спеціально розташованих капілярів. Ця структура запобігає повному відображенню світла під час передачі, а вкладена структура капілярів може значно зменшити ослаблення оптичних волокон порожнистого ядра.
