Hva er Hollow Core Fiber (HCF)?
Hule kjerneoptiske fibre er forskjellige fra tradisjonelle faste glass eller optiske fibre i plast, ettersom interiøret er tomt og kan fylles med luft, inert gass eller vakuum. Denne unike strukturelle designmetoden endrer betydelig de optiske forplantningsegenskapene til optiske fibre, og gir dem flere ytelsesfordeler i forhold til tradisjonelle optiske fibre i glasskjernen. På grunn av den raskere forplantningshastigheten på lys i luft sammenlignet med glass, har hule kjerneoptiske fibre lavere latens og tap sammenlignet med tradisjonelle optiske fibre. Microsoft Lumensity hevder at dens hule fiberoptiske hastighet er 47% raskere enn standard kvartsglass. I tillegg henter ikke hule kjernefibre lys og kan lett støtte lys i flere bånd som O, S, E, C, L, U, etc.
Hul kjernefiber, som tradisjonell glasskjernefiber, består av tre deler: kjerne, kledning og belegg. Hovedforskjellen ligger i kjernen og kledningen. Kjernen i hul fiber er luft, og kledningen er designet basert på mikrostruktur, vanligvis bestående av en serie små lufthull anordnet i en honningkake -lignende struktur. Når lys er innfallende på grensesnittet mellom fiberkjernen og kledningen, er det sterkt spredt av de periodisk anordnede lufthullene i kledningen. Denne flere spredningen produserer koherens, slik at lysbølger som oppfyller spesifikke bølgelengder og hendelsesvinkler for å gå tilbake til kjernelaget og fortsette å forplante seg. Mikrostrukturens funksjon er å begrense optiske signaler i fiberkjernen for utbredelse, og ytelsen til hule kjernefibre bestemmes hovedsakelig av mikrostrukturen.
Hul fiber reduserer brytningen av lys med mediet på grunn av forplantning av lys i luften, og reduserer dermed transmisjonsforsinkelsen kraftig. Signaltapet av hul fiber er betydelig lavere enn for tradisjonell fiber, noe som gjør det egnet for overføring av ultra lang avstand og reduserer behovet for signalforsterkere. Hul kjernefiber reduserer betydelig ikke-lineære effekter (for eksempel selvfasemodulasjon i fiberen) under optisk overføring av høy effekt, noe som gjør den mye anvendelig i laseroverføring og kvantekommunikasjon med høy effekt og kvantekommunikasjon.
Hule kjernefibre kan ganske enkelt klassifiseres i to kategorier basert på mikrostrukturdesign og arbeidsprinsipp: Photonic Bandgap Hollow Core Fibers (PBG-HCF) og anti-resonante hule kjernefibre (AR-HCF). Utviklingen av hule kjerneoptiske fibre har hovedsakelig gått gjennom evolusjonsprosessen fra fotoniske båndgapfibre til anti -resonante fibre.
Photon Bandgap hule kjernefibre er avhengige av den fotoniske krystallstrukturen i fiberkledningen for å danne et fotonisk båndgap for å begrense forplantningen av lysstråler i den hule kjernen. Forskjellen i brytningsindeks for fotoniske krystaller betyr at lysstrålen bare kan forplante seg i kjernen og ikke kan lekke inn i kledningen. Imidlertid er denne strukturen utsatt for tap, med et forutsagt tap på omtrent 4dB per kilometer, noe som begrenser bruken i langdistanse nettverk.
Den anti -resonante hule fiber reflekterer sammenhengende lys frem og tilbake mellom de rørformede glassfilmene inne i fiberen, begrenser lyset nær luftkjernen og overfører den langs aksen. Prinsippet om anti -resonans er ganske sammensatt, og noen mennesker hevder at det ligner på tynnfilmforstyrrelser. Denne typen optisk fiber benytter prinsippet om anti -resonansrefleksjon og danner en kompleks mikrostruktur gjennom spesiell strukturell design, for eksempel å designe flere lag med spesialanordnede kapillærer. Denne strukturen forhindrer total refleksjon av lys under overføring, og den nestede strukturen til kapillærer kan redusere dempningen av hule kjerneoptiske fibre.
