İçi boş çekirdek elyaf (HCF) nedir?
İçi boş çekirdek optik lifler, iç kısımları boş olduğu ve hava, inert gaz veya vakumla doldurulabileceğinden, geleneksel katı cam veya plastik çekirdek optik liflerden farklıdır. Bu benzersiz yapısal tasarım yöntemi, optik liflerin optik yayılma özelliklerini önemli ölçüde değiştirerek geleneksel katı cam çekirdek optik liflere göre çoklu performans avantajları sağlar. Havadaki ışığın camla karşılaştırıldığında daha hızlı yayılma hızı nedeniyle, içi boş çekirdek optik lifler geleneksel optik liflere kıyasla daha düşük gecikme ve kayıplara sahiptir. Microsoft Lumensity, içi boş fiber optik hızının standart kuvars camdan% 47 daha hızlı olduğunu iddia ediyor. Buna ek olarak, içi boş çekirdek lifleri ışık almaz ve O, S, E, C, L, U, vb. Gibi birden fazla bantta ışığı kolayca destekleyebilir.
Geleneksel cam çekirdek lifi gibi içi boş çekirdek lif üç bölümden oluşur: çekirdek, kaplama ve kaplama. Temel fark çekirdek ve kaplamada yatmaktadır. İçi boş elyafın çekirdeği havadır ve kaplama, genellikle petek benzeri bir yapıda düzenlenmiş bir dizi küçük hava deliğinden oluşan mikroyapıya dayanarak tasarlanmıştır. Işık, fiber çekirdek ve kaplama arasındaki arayüzde meydana geldiğinde, kaplamadaki periyodik olarak düzenlenmiş hava delikleri ile güçlü bir şekilde dağılmıştır. Bu çoklu saçılma, belirli dalga boylarını ve olay açılarını karşılayan ışık dalgalarının çekirdek katmana dönmesini ve yayılmaya devam etmesini sağlayan tutarlılık üretir. Mikroyapının işlevi, yayılma için fiber çekirdek içindeki optik sinyalleri sınırlamaktır ve içi boş çekirdek liflerinin performansı esas olarak mikroyapı tarafından belirlenir.
İçi boş elyaf, havadaki ışığın yayılması nedeniyle ışığın ortam tarafından kırılmasını azaltır, böylece iletim gecikmesini büyük ölçüde azaltır. İçi boş lifin sinyal kaybı, geleneksel liften önemli ölçüde daha düşüktür, bu da ultra uzun mesafeli iletim için uygun hale getirir ve sinyal amplifikatörlerine olan ihtiyacını azaltır. İçi boş çekirdek fiber, yüksek güçlü optik şanzıman sırasında doğrusal olmayan etkileri (fiber içinde kendi kendine faz modülasyonu gibi) önemli ölçüde azaltır, bu da yüksek güçlü lazer iletiminde ve kuantum iletişiminde yaygın olarak uygulanabilir hale getirir.
İçi boş çekirdek lifleri, mikroyapı tasarımlarına ve çalışma prensibine dayanarak iki kategoriye ayrılabilir: fotonik bant aralığı içi boş çekirdek lifleri (PBG-HCF) ve anti rezonant içi boş çekirdek lifleri (AR-HCF). İçi boş çekirdek optik liflerin geliştirilmesi esas olarak fotonik bant aralığı liflerinden anti rezonant liflere kadar evrim sürecinden geçmiştir.
Foton bant boşluğu içi boş çekirdek lifleri, içi boş çekirdekte ışık kirişlerinin yayılmasını kısıtlamak için fotonik bir bant aralığı oluşturmak için fiber kaplamadaki fotonik kristal yapıya güvenir. Fotonik kristallerin kırılma indisindeki fark, ışık ışınının sadece çekirdeğe yayılabileceği ve kaplamaya sızamayacağı anlamına gelir. Bununla birlikte, bu yapı, uzun mesafeli ağlarda kullanımını sınırlayan kilometre başına yaklaşık 4dB'lik tahmin edilen bir kayıpla kayıplara eğilimlidir.
Anti rezonant içi boş elyaf, fiberin içindeki boru şeklindeki cam filmler arasındaki ışığı ileri geri yansıtır, hava çekirdeğinin yakınındaki ışığı sınırlar ve eksen boyunca iletir. Anti rezonans prensibi oldukça karmaşıktır ve bazı insanlar bunun ince film parazitine benzer olduğunu savunmaktadır. Bu tip optik fiber, anti rezonant yansıma ilkesini kullanır ve özel olarak düzenlenmiş kılcal damarların birden fazla katmanının tasarlanması gibi özel yapısal tasarım yoluyla karmaşık bir mikroyapı oluşturur. Bu yapı, iletim sırasında ışığın toplam yansımasını önler ve kılcal damarların iç içe yapısı içi boş çekirdek optik liflerin zayıflamasını önemli ölçüde azaltabilir.
