Ce este fibra de miez gol (HCF)?
Fibrele optice cu miez gol sunt diferite de fibrele optice tradiționale din sticlă solidă sau din plastic, deoarece interiorul lor este gol și pot fi umplute cu aer, gaz inert sau vid. Această metodă de proiectare structurală unică schimbă semnificativ caracteristicile de propagare optică a fibrelor optice, oferindu -le avantaje multiple ale performanței față de fibrele optice tradiționale solide din sticlă. Datorită vitezei de propagare mai rapide a luminii în aer în comparație cu sticla, fibrele optice cu miez gol au o latență și pierderi mai mici în comparație cu fibrele optice tradiționale. Microsoft Lumensity susține că viteza sa de fibră optică goală este cu 47% mai rapidă decât sticla de cuarț standard. În plus, fibrele de miez gol nu ridică lumină și pot susține cu ușurință lumina în mai multe benzi precum O, S, E, C, L, U, etc.
Fibra de miez gol, precum fibra tradițională de bază de sticlă, este formată din trei părți: miez, placare și acoperire. Principala diferență constă în miez și placare. Nucleul fibrei goale este aerul, iar placarea este proiectată pe baza microstructurii, de obicei constând dintr -o serie de găuri de aer minuscule dispuse într -o structură asemănătoare cu fagure. Atunci când lumina este incidentă pe interfața dintre miezul fibrei și placare, aceasta este puternic împrăștiată de găurile de aer aranjate periodic în placare. Această împrăștiere multiplă produce coerență, permițând unde de lumină care îndeplinesc lungimi de undă specifice și unghiuri incidente pentru a reveni la stratul de miez și a continua să se propage. Funcția microstructurii este de a limita semnalele optice din miezul fibrei pentru propagare, iar performanța fibrelor de miez gol este determinată în principal de microstructura.
Fibra goală reduce refracția luminii cu mediul din cauza propagarea luminii în aer, reducând astfel foarte mult întârzierea de transmisie. Pierderea de semnal a fibrei goale este semnificativ mai mică decât cea a fibrei tradiționale, ceea ce o face potrivită pentru transmisia ultra pe distanțe lungi și reducând nevoia de amplificatoare de semnal. Fibra de miez gol reduce semnificativ efectele neliniare (cum ar fi modularea auto-faza în fibră) în timpul transmisiei optice de mare putere, ceea ce o face pe scară largă în transmisia laser și comunicarea cuantică.
Fibrele de miez gol pot fi pur și simplu clasificate în două categorii pe baza proiectării microstructurii și a principiului lor de lucru: fibre foto-bandgap Hollow Core Fibre (PBG-HCF) și fibre anti-rezonante de miez gol (AR-HCF). Dezvoltarea fibrelor optice cu miez gol a trecut în principal prin procesul de evoluție de la fibre de bandă fotonică la fibre anti -rezonante.
Fibrele de miez gol de benzi fotoni se bazează pe structura cristalului fotonic în placarea fibrelor pentru a forma un bandgap fotonic pentru a restricționa propagarea fasciculelor de lumină în miezul gol. Diferența de indicele de refracție a cristalelor fotonice înseamnă că fasciculul de lumină se poate propaga doar în miez și nu se poate scurge în placare. Cu toate acestea, această structură este predispusă la pierderi, cu o pierdere prevăzută de aproximativ 4dB pe kilometru, ceea ce limitează utilizarea acesteia în rețelele pe distanțe lungi.
Fibra anti -rezonantă reflectă în mod coerent lumina înainte și înapoi între filmele de sticlă tubulară din interiorul fibrei, limitând lumina în apropierea miezului de aer și transmitându -l de -a lungul axei. Principiul anti -rezonanței este destul de complex, iar unii oameni susțin că este similar cu interferența subțire a filmului. Acest tip de fibră optică utilizează principiul reflecției anti -rezonante și formează o microstructură complexă printr -un design structural special, cum ar fi proiectarea mai multor straturi de capilare special aranjate. Această structură previne reflectarea totală a luminii în timpul transmisiei, iar structura cuibărită a capilarelor poate reduce semnificativ atenuarea fibrelor optice ale miezului gol.
