Vad är Hollow Core Fiber (HCF)?
Hollow Core Optical Fibres skiljer sig från traditionella massiva glas- eller plastkärna optiska fibrer, eftersom deras interiör är tom och kan fyllas med luft, inert gas eller vakuum. Denna unika strukturella designmetod förändrar avsevärt de optiska förökningsegenskaperna för optiska fibrer, vilket ger dem flera prestandafördelar jämfört med traditionella massor av massor i glas kärna. På grund av den snabbare förökningshastigheten för ljus i luften jämfört med glas har ihåliga kärnoptiska fibrer lägre latens och förluster jämfört med traditionella optiska fibrer. Microsoft Lumensity hävdar att dess ihåliga fiberoptiska hastighet är 47% snabbare än standardkvartglas. Dessutom plockar ihåliga kärnfibrer inte ljus och kan enkelt stödja ljus i flera band som O, S, E, C, L, U, etc.
Hollow Core Fiber, som traditionell glaskärnfiber, består av tre delar: kärna, beklädnad och beläggning. Huvudskillnaden ligger i kärnan och beklädnaden. Kärnan i ihålig fiber är luft, och beklädnaden är utformad baserad på mikrostruktur, vanligtvis bestående av en serie små lufthål arrangerade i en honungskakaliknande struktur. När ljus är infallande på gränssnittet mellan fiberkärnan och beklädnaden, är det starkt spridd av de regelbundna arrangerade lufthålen i beklädnaden. Denna multipel spridning producerar koherens, vilket möjliggör ljusvågor som möter specifika våglängder och infallsvinklar för att återgå till kärnskiktet och fortsätta föröka sig. Mikrostrukturens funktion är att begränsa optiska signaler i fiberkärnan för förökning, och prestanda för ihåliga kärnfibrer bestäms huvudsakligen av mikrostrukturen.
Ihålig fiber minskar brytningen av ljus med mediet på grund av förökningen av ljus i luften och därmed minskar överföringsfördröjningen kraftigt. Signalförlusten av ihålig fiber är betydligt lägre än för traditionell fiber, vilket gör den lämplig för extremt långdistansöverföring och minskar behovet av signalförstärkare. Is ihåliga kärnfiber minskar signifikant olinjära effekter (såsom självfasmodulering i fibern) under högkraftsoptisk överföring, vilket gör den allmänt tillämplig i högeffekt laseröverföring och kvantkommunikation.
Håliga kärnfibrer kan helt enkelt klassificeras i två kategorier baserat på deras mikrostrukturdesign och arbetsprincip: fotonisk bandgap ihåliga kärnfibrer (PBG-HCF) och anti resonant ihåliga kärnfibrer (AR-HCF). Utvecklingen av ihåliga kärnoptiska fibrer har främst gått igenom utvecklingsprocessen från fotoniska bandgapfibrer till anti -resonansfibrer.
Fotonbandgap ihåliga kärnfibrer förlitar sig på den fotoniska kristallstrukturen i fiberbeklädnaden för att bilda ett fotoniskt bandgap för att begränsa utbredningen av ljusstrålar i den ihåliga kärnan. Skillnaden i brytningsindex för fotoniska kristaller innebär att ljusstrålen bara kan spridas i kärnan och inte kan läcka ut i beklädnaden. Denna struktur är emellertid benägen för förluster, med en förutsagd förlust på cirka 4dB per kilometer, vilket begränsar användningen i långväga nätverk.
Den anti -resonanta ihåliga fibern återspeglar sammanhängande ljus fram och tillbaka mellan de rörformiga glasfilmerna inuti fibern, begränsar ljuset nära luftkärnan och överför den längs axeln. Principen om anti -resonans är ganska komplex, och vissa människor hävdar att den liknar tunn filmstörningar. Denna typ av optisk fiber använder principen om anti -resonansreflektion och bildar en komplex mikrostruktur genom speciell strukturell design, såsom att utforma flera lager av speciellt arrangerade kapillärer. Denna struktur förhindrar total reflektion av ljus under överföringen, och den kapillärens kapillärstruktur kan avsevärt minska dämpningen av ihåliga kärnoptiska fibrer.
