Autorius: Hemingas
Optinis pluoštas yra pagrindinė informacijos perdavimo priemonė. Svarbi optinių ryšių dalis, nes didėja ryšio paklausa, šviesolaidžio technologijos tobulėja lygiagrečiai, todėl atsiranda naujų optinio pluošto prekių ženklų. Šiandien apžvelgsime vieną iš tokių technologijų-Tuščiaviduris pluoštas.
Taigi, kas yraTuščiaviduris pluoštas?
Kas yra tuščiaviduris pluoštas?
Kaip skamba,Tuščiaviduris pluoštas (HCF)yra optinio pluošto prekės ženklas,{0}}kurio skerspjūvio viduryje yra tuščiavidurė sritis. Kai centre yra oras, o aplink jį apvyniojamos įprastos medžiagos, -paprastai tam tikro tipo stiklas-, kad sudarytų apvalkalą, iš esmės šviesa sklinda per sritį tarp apvalkalo ir tuščiavidurės (apgaubtos) srities, o ne per visą kieto stiklo terpę (standartinio kieto -šerdies pluošto šerdį).
Gamybos požiūriu, dirbant suTuščiaviduris pluoštas, pramonė turi labiau kontroliuoti medžiagų lūžio -rodiklio pasiskirstymą ir tuščiavidurės srities dydį. Jis pagamintas iš specializuotų stiklų arba polimerų. Labai svarbu gamybai-koncentriškumasirlygumas-yra griežtai kontroliuojamas, kad būtų pasiektos optinio perdavimo specifikacijos.
Jei šis paaiškinimas atrodo šiek tiek abstraktus, jis yra daug prasmingesnis, palyginti su labiau pažįstamu tradiciniukieto{0}}pagrindinio pluošto.
Kuo tuščiaviduris šerdies pluoštas skiriasi nuo kietojo{0}}šerdies pluošto?
1. Struktūriniai skirtumai
Tvirtas{0}}pagrindinis pluoštas:
Struktūra yra gana nesudėtinga, tik trys pagrindiniai sluoksniai:
Šerdis– Pagrindinė šviesą{0}}nešanti terpė, paprastai labai grynas silicio dioksidas, turintis didesnį lūžio rodiklį.
Apkala– Mažesnis lūžio rodiklis, kad būtų užtikrintas visiškas vidinis atspindys šerdies ir apvalkalo sąsajoje.
Dengimas– Apsauginis sluoksnis, supantis apvalkalą, apsaugantis pluoštą nuo aplinkos ir mechaninių pažeidimų.
Tuščiaviduris pluoštas:
Šerdis yra tuštuma, o ne įprasta kieto stiklo šerdis. Aplinkinės medžiagos sudaro apvalkalą, o šviesa nukreipiama dėl specialios srities tarp apvalkalo ir tuščiavidurio centro.ApkalaišTuščiaviduriai pluoštai (HCF)turi turėti tinkamą lūžio rodiklį, kuriuo remiantis būtų galima pagrįsti visą vidinį atspindį šioje orientacinėje srityje.
2. Šviesos valdymo mechanizmų skirtumai
Tvirtas{0}}pagrindinis pluoštas:
Dauginimas vyksta pagalbendras vidinis atspindys (TIR). Kai šviesa sklinda optiškai tankesnėje stiklo šerdyje ir patenka į apatinio indekso apvalkalą didesniu nei kritinis kampas, ji visiškai atsispindi viduje. Taigi perdavimo principas priklauso nuo šerdies ir apvalkalo lūžio rodiklio skirtumo.
Tuščiaviduris pluoštas:
TheHCFišplečia visiško vidinio atspindžio principą. Čia atspindys vyksta apvalkalo ir tuščiavidurio centro sąsajoje.
Priešingai neiTvirtas{0}}pagrindinis pluoštas, su aTuščiaviduris pluoštas, šviesos pralaidumas nepriklausoTIRkieto stiklo šerdyje, bet vietoj to išnaudojamas oro ir apdailos medžiagos indekso skirtumas.
3. Veikimo charakteristikų skirtumas
(1) Silpimo charakteristikos
Kietas šerdies pluoštas:
Perdavimas dideliais atstumais priklauso nuo Rayleigh ir kitų sklaidos nuostolių, taip pat sugerties ir netiesinių nuostolių.
Tuščiaviduris pluoštas:
Paprastai mažesnis slopinimas nei įprastaskieto{0}}pagrindinio pluošto. Kadangi centras iš tikrųjų yra „tuščiaviduris“, yra labai mažai sklaidos centrų → Rayleigh sklaidos nuostoliai labai sumažėja. Kai kurių bangų ilgių sugerties nuostoliai yra labai maži, nes nėra kietų medžiagų, kurios sugertų šviesą. Šviesos ir medžiagos sąveika yra ribota → netiesiniai efektai labai sumažėja, be to, daug geresnis našumas perduodant didelę{3}}galią.
(2) Pralaidumo charakteristikos
Kietas šerdies pluoštas:
Sklaida daugiausia veikia pralaidumą. Tiek modalinė, tiek medžiagų dispersija yra gana didelė, ypačdideliu{0}}greičiu, dideli atstumai; reikalinga dispersijos kompensacija.
Tuščiaviduris pluoštas:
HCFturi daug geresnį pralaidumą, nes modalinė sklaida yra maža, o medžiagų sklaida taip pat pagerėjo. Kadangi šviesa sklinda per tuščiavidurę šerdį, abi jos yra mažesnės → daug didesnės duomenų perdavimo spartos.
(3) Šiluminis našumas
Kieta šerdis:
Dėl perdavimo metu susidarančios šilumos, esančios stiklo šerdyje, sunku pašalinti šią šilumą; stiklo šilumos laidumas yra mažas. Sunki-gigavatų transmisija – kai kurioms sistemoms kylančios temperatūros šerdyje pakanka, kad paveiktų veikimą arba, dar blogiau, būtų pažeistas pluoštas.
Tuščiaviduris pluoštas:
Žymiai geresnis šilumos išsiskyrimas.Pluoštasyra užpildytas oru-tuščiaviduriame centre centre, todėl šiluma gali išsisklaidyti toliau ir greičiau. Tai palaiko geresnį veikimo našumądidelės{0}}galios perdavimo.
(4) Atsparumas trukdžiams
Tvirtas{0}}pagrindinis pluoštas:
Šviesa sąveikauja su stiklo šerdimi ir, be perkaitimo ir prasto šilumos išsklaidymo problemų, yra šiek tiek labiau pažeidžiama dėl elektromagnetinių poveikių trukdžių, esančių už pluošto ribų. Medžiagos nešvarumai ar defektai taip pat gali išsklaidyti arba sugerti sklindančią šviesą ir taip paveikti signalo kokybę.
Tuščiaviduris pluoštas:
Kadangi centras yra tuščiaviduris, šviesos ir kietų medžiagų sąveika labai sumažėja, todėl:
Didesnis imunitetas priešelektromagnetiniai trukdžiai
Sumažėjęs nešvarumų ar defektų poveikis
Geresnis kokybiško signalo išsaugojimas
Kas slypi už augančio tuščiavidurio pluošto naudojimo?
Aišku,HCFpasirodo patrauklesnis neikieto{0}}pagrindinio pluoštoper aukščiau pateiktus palyginimus.
Praktinis tuščiavidurio pluošto panaudojimas
Dėl šios unikalios gamtos,HCFtinka labiau specializuotoms programoms, tokioms kaip:
1. Didelės-galios lazerinė transmisija
Mažesnis slopinimas, mažas netiesiškumas ir puikus šilumos išsklaidymas,HCFidealiai tinka transportuotididelės galios{0}}lazeriaitokioms programoms kaip:
Lazerinis apdorojimas
Lazerinės medicinos sistemos
Tai leidžia saugiai ir efektyviai pristatytididelės-galios šviesos.
2. Didelės spartos{1}}optinės komunikacijos
Atsižvelgiant į poreikį padidinti pajėgumą ir greitį,didelio{0}}pralaidumo savybėsišHCFmanote, kad jis gali būti geras kandidatas tokiose srityse kaip:
Duomenų centrai
Pagrindiniai tinklai
3. Naudokite specialioje arba ekstremalioje aplinkoje
Tvirtas ir ugniai{0}}atsparus,HCFgali būti įdarbintas:
Karštas pramoninis pritaikymas
Erdvė
Didelės{0}}radiacijos aplinka
