Què és la fibra de nucli buit (HCF)?
Les fibres òptiques de nucli buit són diferents de les fibres òptiques de vidre sòlid o de plàstic tradicionals, ja que el seu interior està buit i es pot omplir amb aire, gas inert o buit. Aquest mètode de disseny estructural únic canvia significativament les característiques de propagació òptica de les fibres òptiques, donant -los múltiples avantatges de rendiment respecte a les fibres òptiques de nucli de vidre sòlid tradicional. A causa de la velocitat de propagació més ràpida de la llum en l'aire en comparació amb el vidre, les fibres òptiques de nucli buit tenen una latència i pèrdues més baixes en comparació amb les fibres òptiques tradicionals. Microsoft Lumensity afirma que la seva velocitat de fibra òptica buida és del 47% més ràpida que el vidre de quars estàndard. A més, les fibres de nucli buit no recullen llum i poden suportar fàcilment la llum en diverses bandes com O, S, E, C, L, U, etc.
La fibra de nucli buit, com la fibra tradicional del nucli de vidre, consta de tres parts: nucli, revestiment i recobriment. La diferència principal rau en el nucli i el revestiment. El nucli de la fibra buida és l’aire i el revestiment està dissenyat a partir de la microestructura, normalment format per una sèrie de petits forats d’aire disposats en una estructura de bresca. Quan la llum s’incideix a la interfície entre el nucli de fibra i el revestiment, està fortament escampada pels forats d’aire disposats periòdicament al revestiment. Aquesta dispersió múltiple produeix coherència, permetent ones lleugeres que compleixen les longituds d’ona i els angles d’incidents específics per tornar a la capa central i continuar propagant -se. La funció de la microestructura és limitar els senyals òptics dins del nucli de fibra per a la seva propagació, i el rendiment de les fibres de nucli buit es determina principalment per la microestructura.
La fibra buida redueix la refracció de la llum pel medi a causa de la propagació de la llum a l’aire, reduint així el retard de la transmissió. La pèrdua de senyal de fibra buida és significativament inferior a la de la fibra tradicional, cosa que la fa adequada per a la transmissió de llarga distància ultra i reduint la necessitat d’amplificadors de senyal. La fibra del nucli buit redueix significativament els efectes no lineals (com la modulació autònoma dins de la fibra) durant la transmissió òptica d’alta potència, fent-la àmpliament aplicable en la transmissió làser d’alta potència i la comunicació quàntica.
Les fibres de nucli buit es poden classificar simplement en dues categories basades en el seu disseny de microstructura i el seu principi de funcionament: fibres de nucli buit de banda fotònica (PBG-HCF) i fibres de nucli buit anti-ressonants (AR-HCF). El desenvolupament de fibres òptiques de nucli buit ha passat principalment pel procés d’evolució des de fibres fotòniques de banda fins a fibres anti -ressonants.
Les fibres de nucli buit de Bandgap Photon es basen en l'estructura de cristalls fotònics en el revestiment de fibra per formar un grup de banda fotònica per restringir la propagació de feixos de llum al nucli buit. La diferència en l’índex de refracció de cristalls fotònics significa que el feix de llum només es pot propagar al nucli i no es pot filtrar al revestiment. Tanmateix, aquesta estructura és propensa a pèrdues, amb una pèrdua prevista d’aproximadament 4dB per quilòmetre, cosa que limita el seu ús en xarxes de llarga distància.
La fibra buida anti -ressonant reflecteix coherentment la llum i la llum entre les pel·lícules de vidre tubulars dins de la fibra, confiant la llum a prop del nucli de l’aire i transmetent -la al llarg de l’eix. El principi d’anti ressonància és força complex i alguns humans defensen que és similar a la interferència del film prim. Aquest tipus de fibra òptica utilitza el principi de reflexió anti -ressonant i forma una microestructura complexa mitjançant un disseny estructural especial, com ara dissenyar múltiples capes de capil·lars especialment disposats. Aquesta estructura impedeix el reflex total de la llum durant la transmissió i l'estructura imbricada dels capil·lars pot reduir significativament l'atenuació de les fibres òptiques del nucli buit.
