Mikä on ontto ydinkuitu (HCF)?
Ontot ytimen optiset kuidut eroavat perinteisistä kiinteistä lasista tai muovisista ytimen optisista kuiduista, koska niiden sisätilat ovat tyhjät ja ne voidaan täyttää ilmalla, inertillä kaasulla tai tyhjiöllä. Tämä ainutlaatuinen rakennesuunnittelumenetelmä muuttaa merkittävästi optisten kuitujen optisia etenemisominaisuuksia, mikä antaa heille useita suorituskyvyn etuja perinteisiin kiinteiden lasisydämen optisiin kuituihin nähden. Ilman valon nopeamman etenemisnopeuden vuoksi lasiin verrattuna onttoihin ydinoptisilla kuiduilla on alhaisempi latenssi ja häviöt verrattuna perinteisiin optisiin kuituihin. Microsoft Lumensity väittää, että sen ontto kuituoptinen nopeus on 47% nopeampi kuin tavallinen kvartsilasi. Lisäksi ontot ydinkuidut eivät poimi valoa ja voivat helposti tukea valoa useissa kaistaissa, kuten O, S, E, C, L, U, U, jne.
Ontto ydinkuitu, kuten perinteinen lasin ydinkuitu, koostuu kolmesta osasta: ytimestä, verhousta ja pinnoitteesta. Suurin ero on ytimessä ja verhouksessa. Ontto kuidun ydin on ilma, ja verhous on suunniteltu mikrorakenteen perusteella, joka koostuu yleensä sarjasta pieniä ilma -aukkoja, jotka on järjestetty hunajakennoon, kuten rakenteeseen. Kun valoa tapahtuu kuitu ytimen ja verhouksen välisessä rajapinnassa, se on voimakkaasti hajallaan verhouksen säännöllisesti järjestetyillä ilmanreiällä. Tämä monen sironta tuottaa koheesiota, jolloin valon aallot, jotka täyttävät erityiset aallonpituudet ja tapahtumakulmat, palaavat ydinkerrokseen ja jatkamaan leviämistä. Mikrorakenteen tehtävänä on rajoittaa optisia signaaleja kuidun ytimessä etenemistä varten, ja onttojen ydinkuitujen suorituskyky määritetään pääasiassa mikrorakenteella.
Ontto kuitu vähentää väliaineen valon taitamista valon etenemisen vuoksi ilmassa, vähentäen siten huomattavasti voimansiirtoviivettä. Onttojen kuidun signaalin menetys on huomattavasti alhaisempi kuin perinteisen kuidun, joten se sopii erittäin pitkän matkan siirtoon ja vähentämään signaalivahvistimien tarvetta. Ontto ydinkuitu vähentää merkittävästi epälineaarisia vaikutuksia (kuten itsevaiheen modulaatio kuidussa) suuritehoisen optisen siirron aikana, mikä tekee siitä laajasti sovellettavan suuritehoisessa lasersiirrossa ja kvanttiviestinnässä.
Onttoja ydinkuidut voidaan yksinkertaisesti luokitella kahteen luokkaan niiden mikrorakenteen suunnittelu- ja työperiaatteen perusteella: fotoniset kaistalevyjen onttoja ydinkuidut (PBG-HCF) ja resonanssin anti-ontto ydinkuidut (AR-HCF). Onttojen ytimen optisten kuitujen kehitys on pääasiassa käynyt läpi evoluutioprosessin fotonisista kaistalevykuiduista resonanssikuituihin.
Fotoninauhanpeite ontot ydinkuidut luottavat kuitulevyjen fotoniseen kiderakenteeseen fotonisen kaistalevyn muodostamiseksi valonsäteiden leviämisen rajoittamiseksi ontossa ytimessä. Fotonisten kiteiden taitekerroksen ero tarkoittaa, että valonsäde voi levittää vain ytimessä eikä voi vuotaa verhoon. Tämä rakenne on kuitenkin alttiina tappioille, ja ennustetun menetyksen on noin 4db kilometriä kohti, mikä rajoittaa sen käyttöä kaukoliikenteessä.
Anti -resonanssihäiriökuitu heijastaa johdonmukaisesti valoa edestakaisin kuidun sisällä olevien putkimaisten lasikalvojen väliin, rajoittaen valon lähellä ilmaydintä ja lähettäen sen akselia pitkin. Resonanssin vastainen periaate on melko monimutkainen, ja jotkut ihmiset väittävät, että se on samanlainen kuin ohutkalvojen häiriöt. Tämän tyyppinen optinen kuitu hyödyntää antiresonanssisen heijastuksen periaatetta ja muodostaa monimutkaisen mikrorakenteen erityisen rakennesuunnittelun avulla, kuten suunnitellaan useita erityisesti järjestettyjä kapillaareja. Tämä rakenne estää valon täydellisen heijastuksen läpäisyn aikana, ja kapillaarien sisäkkäinen rakenne voi vähentää merkittävästi onttojen optisten kuitujen vaimentamista.
