Kirjailija: Heming
Optinen kuitu on ensisijainen tiedonsiirtoväline. Tärkeä osa optista viestintää, kun viestinnän kysyntä kasvaa, kuituteknologiat kehittyvät rinnakkain, mikä johtaa uusiin valokuitumerkkeihin. Tänään tarkastelemme yhtä tällaista tekniikkaa-Ontto ydinkuitu.
Eli mikä onOntto ydinkuitu?
Mikä on ontto ydinkuitu?
Aivan kuten se kuulostaa,Hollow Core Fiber (HCF)on optinen kuitumerkki, jonka poikkileikkauksessa{0}} on ontto alue keskellä. Kun keskellä on ilmaa ja sen ympärille kietoutuvat tavalliset materiaalit-tyypillisesti jonkinlainen lasi-verhouksen muodostamiseksi, valo kulkee pääosin verhouksen ja onton (ympäröidyn) alueen välisen alueen läpi koko umpilasin (tavallisen kiinteän -ydinkuidun ydin) läpi.
Valmistuksen näkökulmasta työskennellessäsiOntto ydinkuitu, teollisuuden on voitava paremmin hallita materiaalien taitekerroin{0}}jakaumaa ja onton alueen kokoa. Se on valmistettu erikoislaseista tai polymeereistä. Kriittinen valmistuksen kannalta-samankeskisyysjasileys- on tiukasti hallinnassa optisen lähetyksen määritysten saavuttamiseksi.
Jos tämä selitys vaikuttaa hieman abstraktilta, se on paljon järkevämpää verrattuna tutumpaan perinteiseenkiinteä{0}}ydinkuitu.
Miten ontto ydinkuitu eroaa alkuperäisestä kiinteästä{0}}ydinkuidusta?
1. Rakenteelliset erot
Kiinteä-ydinkuitu:
Rakenne on melko yksinkertainen vain kolmella peruskerroksella:
Ydin– Pääasiallinen valoa{0}}kantava väliaine, yleensä erittäin puhdas piidioksidi, jolla on korkeampi taitekerroin.
Verhous– Alempi taitekerroin mahdollistaa täydellisen sisäisen heijastuksen ytimen ja päällysteen rajapinnassa.
Pinnoite– Verhousta ympäröivä suojakerros suojaamaan kuitua ympäristön ja mekaanisten vaurioiden vaikutuksilta.
Ontto ydinkuitu:
Ydin on tyhjiö eikä tavallinen kiinteä lasiydin. Ympäröivät materiaalit muodostavat verhouksen ja valoa ohjataan verhouksen ja onton keskustan välisen erityisen alueen ansiosta.Verhous/Hollow Core Fibers (HCF)Sillä on oltava sopiva taitekerroin, jonka perusteella koko sisäinen heijastus voidaan perustaa tällä ohjausalueella.
2. Erot valonohjausmekanismeissa
Kiinteä-ydinkuitu:
Lisääntyminen tapahtuusisäinen kokonaisheijastus (TIR). Kun valo kulkee optisesti tiheämmässä lasiytimessä ja osuu alemman indeksin päällysteeseen kriittistä kulmaa suuremmalla, se heijastuu kokonaan sisäisesti. Siten läpäisyperiaate perustuu ytimen ja kuoren taitekertoimen eroon.
Ontto ydinkuitu:
TheHCFlaajentaa täydellisen sisäisen heijastuksen periaatetta. Tässä heijastus tapahtuu verhouksen ja onton keskustan rajapinnassa.
Toisin kuinKiinteä{0}}ydinkuitu, jossa aOntto ydinkuitu, valonläpäisy ei riipuTIRkiinteässä lasiytimessä, mutta sen sijaan hyödyntää ilman ja verhousmateriaalin välistä indeksieroa.
3. Ero suorituskykyominaisuuksissa
(1) Vaimennusominaisuudet
Kiinteä ydinkuitu:
Lähetyksessä pitkillä etäisyyksillä esiintyy Rayleigh- ja muita sirontahäviöitä sekä absorptiohäviöitä ja epälineaarisia häviöitä.
Ontto ydinkuitu:
Normaalisti pienempi vaimennus kuin perinteisessäkiinteä{0}}ydinkuitu. Koska keskus on itse asiassa "ontto", sirontakeskuksia on hyvin vähän → Rayleigh-sirontahäviö vähenee huomattavasti. Joillakin aallonpituuksilla absorptiohäviö on hyvin pieni, koska saatavilla ei ole kiinteitä materiaaleja, jotka absorboisivat valoa. Valon ja materiaalin välinen vuorovaikutus on rajallinen → epälineaariset efektit vähenevät huomattavasti ja paljon parempi suorituskyky suuressa-tehonsiirrossa.
(2) Kaistanleveysominaisuudet
Kiinteä ydinkuitu:
Dispersio vaikuttaa pääasiassa kaistanleveyteen. Sekä modaalinen dispersio että materiaalidispersio ovat suhteellisen korkeat, erityisestisuuri{0}}nopeus, pitkiä matkoja; dispersiokompensaatiota vaaditaan.
Ontto ydinkuitu:
HCFon paljon parempi kaistanleveys, koska modaalinen dispersio on alhainen ja materiaalidispersio on myös parantunut. Koska valo kulkee onton ytimen läpi, molemmat laskevat → paljon suuremmat tiedonsiirtonopeudet.
(3) Lämpöteho
Kiinteä ydin:
Koska siirron aikana syntyvä lämpö sijaitsee lasiytimessä, tämän lämmön poistaminen on vaikeaa; lasin lämmönjohtavuus on alhainen. Raskas-gigawattinen voimansiirto – joissakin järjestelmissä ytimen lämpötilan nousu riittää vaikuttamaan toimintaan tai, mikä pahempaa, vahingoittamaan kuitua.
Ontto ydinkuitu:
Huomattavasti parempi lämmönpoisto.Kuituon ilmaa-täytetty keskellä olevan onton alueella, jolloin lämpö pääsee haihtumaan kauemmas ja nopeammin. Tämä tukee parempaa toiminnallista suorituskykyävoimakas{0}}voimansiirto.
(4) Häiriönkestävyys
Kiinteä-ydinkuitu:
Valo on vuorovaikutuksessa lasiytimen kanssa, ja ylikuumenemisen ja huonon lämmönhajoamisen lisäksi se on jonkin verran herkempi kuidun ulkopuolisten sähkömagneettisten vaikutusten häiriöille. Materiaalin epäpuhtaudet tai viat voivat myös siroittaa tai absorboida läpäisevää valoa, mikä vaikuttaa signaalin laatuun.
Ontto ydinkuitu:
Koska keskus on ontto, valon ja kiinteiden materiaalien välinen vuorovaikutus on huomattavasti pienempi, mikä johtaa:
Parempi immuniteettisähkömagneettiset häiriöt
Vähentynyt epäpuhtauksien tai vikojen vaikutus
Laadukkaan signaalin parempi säilyminen
Mikä on onton ydinkuidun kasvavan käytön takana?
Selvästi,HCFon osoittautunut houkuttelevammaksi kuinkiinteä{0}}ydinkuituyllä olevien vertailujen kautta.
Onton ydinkuidun käytännön sovellukset
Tämän ainutlaatuisen luonteen ansiostaHCFsopii erikoisempiin sovelluksiin, kuten:
1. Tehokas-laserlähetys
Pienempi vaimennus, alhainen epälineaarisuus ja erinomainen lämmönpoisto,HCFsopii erinomaisesti kuljetukseensuuritehoiset{0}}laseritsovelluksiin, kuten:
Laserkäsittely
Laserlääketieteelliset järjestelmät
Tämä mahdollistaa turvallisen ja tehokkaan toimituksensuuritehoiset{0}}säteet.
2. Nopea{1}}optinen tiedonsiirto
Kapasiteetin ja nopeuden lisäämistä koskevien vaatimusten vuoksikorkean{0}}kaistanleveyden ominaisuuksia/HCFehdottaa, että se voisi olla hyvä ehdokas seuraavilla aloilla:
Datakeskukset
Runkoverkot
3. Käytä erityisissä tai äärimmäisissä ympäristöissä
Luja ja palo{0}}kestävä,HCFvoidaan työllistää:
Kuumat teolliset sovellukset
Space
Korkean säteilyn{0}}ympäristöt
