Kas yra tuščiavidurio šerdies pluoštas (HCF)?
Tuščiaviduriai šerdies optiniai pluoštai skiriasi nuo tradicinių kietojo stiklo ar plastikinių šerdies optinių pluoštų, nes jų interjeras yra tuščias ir gali būti užpildytas oru, inertinėmis dujomis ar vakuumu. Šis unikalus konstrukcinio projektavimo metodas žymiai keičia optinių pluoštų optinio sklidimo charakteristikas, suteikdamas jiems daugybę našumo pranašumų, palyginti su tradiciniais kieto stiklo šerdies optiniais pluoštais. Dėl greitesnio šviesos sklidimo oro greičio, palyginti su stiklu, tuščiaviduriai šerdies optiniai pluoštai turi mažesnį latenciją ir nuostolius, palyginti su tradiciniais optiniais pluoštais. „Microsoft Lumensity“ teigia, kad jo tuščiavidurio šviesolaidžio greitis yra 47% greitesnis nei standartinis kvarco stiklas. Be to, tuščiaviduriai šerdies pluoštai nesirenka šviesos ir gali lengvai palaikyti šviesą keliose juostose, tokiose kaip O, S, E, C, L, U ir kt.
Tuščiavidurio šerdies pluoštas, kaip ir tradicinis stiklo šerdies pluoštas, susideda iš trijų dalių: šerdies, apvalkalo ir dangos. Pagrindinis skirtumas slypi šerdyje ir apvalkale. Tuščiavidurio pluošto šerdis yra oras, o apvalkalas yra suprojektuotas pagal mikrostruktūrą, paprastai susidedančią iš mažų oro skylių, išdėstytų kaip korio, kaip struktūra, serija. Kai pluošto šerdies ir apvalkalo sąsajoje atsiranda šviesa, ją stipriai išsklaido periodiškai išdėstytos oro skylės apvalkale. Šis daugialypis išsklaidymas sukuria darną, leidžiančią šviesos bangoms, kurios atitinka specifinius bangos ilgius ir krintančius kampus, kad galėtų grįžti į pagrindinį sluoksnį ir toliau skleisti. Mikrostruktūros funkcija yra sklidimo pluošto šerdyje optiniai signalai, o tuščiavidurių šerdies pluoštų veikimą daugiausia lemia mikrostruktūra.
Tuščiavidurio pluoštas sumažina šviesos lūžimą terpėje dėl šviesos sklidimo ore, todėl labai sumažėja perdavimo uždelsimas. Tuščiavidurio pluošto signalo praradimas yra žymiai mažesnis nei tradicinio pluošto, todėl jis yra tinkamas ypač tolimojo atstumo perdavimui ir sumažinant signalo stiprintuvų poreikį. Tuščiavidurio šerdies pluoštas žymiai sumažina netiesinį poveikį (pvz., Savarankišką fazės moduliaciją pluošte) didelės galios optinio perdavimo metu, todėl jis yra plačiai pritaikomas didelės galios lazerio perdavime ir kvantiniame ryšyje.
Tuščiaviduriai šerdies pluoštai gali būti paprasčiausiai suskirstyti į dvi kategorijas pagal jų mikrostruktūros projektavimą ir darbo principą: fotoninių juostų tuščiavidurių šerdies pluoštai (PBG-HCF) ir anti-rezonansiniai tuščiaviduriai šerdies pluoštai (AR-HCF). Tuščiavidurio šerdies optinių skaidulų vystymasis daugiausia išgyveno evoliucijos procesą nuo fotoninių juostų pluoštų iki anti -rezonansinių pluoštų.
Fotono juostos juostos tuščiaviduriai šerdies pluoštai priklauso nuo fotoninės kristalų struktūros pluošto apvalkale, kad sudarytų fotoninį juostą, kad būtų apribotas šviesos pluoštų sklidimas tuščiaviduriėje šerdyje. Fotoninių kristalų lūžio rodiklio skirtumas reiškia, kad šviesos pluoštas gali sklisti tik šerdyje ir negali nutekėti į apvalkalą. Tačiau ši struktūra yra linkusi į nuostolius, prognozuojama, kad nuostoliai yra maždaug 4 dB už kilometrą, o tai riboja jo naudojimą tolimojo nuotolio tinkluose.
Anti rezonansinis tuščiavidurio pluoštas nuosekliai atspindi šviesą pirmyn ir atgal tarp vamzdinių stiklo plėvelių, esančių pluošto viduje, apsiribojant šviesa šalia oro šerdies ir perduodant ją išilgai ašies. Anti rezonanso principas yra gana sudėtingas, o kai kurie žmonės teigia, kad jis yra panašus į ploną plėvelės trukdymą. Šis optinio pluošto tipas naudoja anti -rezonansinio atspindžio principą ir sudaro sudėtingą mikrostruktūrą per specialų struktūrinį dizainą, pavyzdžiui, kelis specialiai išdėstytų kapiliarų sluoksnius. Ši struktūra neleidžia visam šviesos atspindžiui perduoti, o įterpta kapiliarų struktūra gali žymiai sumažinti tuščiavidurių šerdies optinių skaidulų silpnėjimą.
