중공 코어 섬유 (HCF)는 무엇입니까?
중공 코어 광학 섬유는 내부가 비어 있고 공기, 불활성 가스 또는 진공으로 채워질 수 있기 때문에 전통적인 고체 유리 또는 플라스틱 코어 광학 섬유와 다릅니다. 이 고유 한 구조 설계 방법은 광 섬유의 광학 전파 특성을 크게 변화시켜 전통적인 고체 유리 코어 광학 섬유에 비해 여러 성능 이점을 제공합니다. 유리와 비교하여 공기의 빛의 전파 속도가 빠르기 때문에, 중공 코어 광 섬유는 기존 광 섬유에 비해 대기 시간이 낮고 손실이 더 낮습니다. Microsoft Lumensity는 중공 광섬유 속도가 표준 석영 유리보다 47% 빠르다고 주장합니다. 또한, 중공 코어 섬유는 빛을 픽업하지 않으며 O, S, E, C, L, U 등과 같은 여러 밴드에서 빛을 쉽게지지 할 수 있습니다.
전통적인 유리 코어 섬유와 같은 중공 코어 섬유는 코어, 클래딩 및 코팅의 세 부분으로 구성됩니다. 주요 차이점은 코어와 클래딩에 있습니다. 중공 섬유의 코어는 공기이며, 클래딩은 미세 구조를 기반으로 설계되며, 일반적으로 벌집과 같은 구조로 배열 된 일련의 작은 공기 구멍으로 구성됩니다. 광섬유 코어와 클래딩 사이의 인터페이스에 빛이 발생하면 클래딩에서 주기적으로 배열 된 공기 구멍에 의해 강하게 산란됩니다. 이 다중 산란은 일관성을 생성하여 특정 파장 및 입사각을 충족하는 광파가 코어 층으로 돌아와 계속 전파 될 수 있도록합니다. 미세 구조의 기능은 전파를 위해 섬유 코어 내의 광학 신호를 제한하는 것이며, 중공 코어 섬유의 성능은 주로 미세 구조에 의해 결정된다.
중공 섬유는 공기 중의 빛의 전파로 인해 배지에 의한 빛의 굴절을 감소시켜 투과 지연을 크게 감소시킵니다. 중공 섬유의 신호 손실은 전통적인 섬유의 신호 손실보다 상당히 낮으므로 매우 장거리 전송에 적합하고 신호 증폭기의 필요성을 줄입니다. Hollow Core Fiber는 고출력 광학 전송 중 비선형 효과 (예 : 섬유 내의 자기 상 변조와 같은)를 크게 감소시켜 고전력 레이저 전송 및 양자 통신에 널리 적용됩니다.
중공 코어 섬유는 미세 구조 설계 및 작업 원리를 기반으로 두 가지 범주로 분류 할 수 있습니다 : Photonic Bandgap Hollow Core 섬유 (PBG-HCF) 및 항 -HCF (Resonant Hollow Core Fibers). 중공 코어 광 섬유의 개발은 주로 광 밴드 갭 섬유에서 공진 섬유로 진화 과정을 거쳤다.
광자 밴드 갭 중공 코어 섬유는 섬유 클래딩의 광 결정 구조에 의존하여 광경 밴드 갭을 형성하여 중공 코어에서 광선의 전파를 제한합니다. 광 결정의 굴절률의 차이는 광선이 코어에서만 전파 될 수 있고 클래딩으로 누출 될 수 없음을 의미합니다. 그러나,이 구조는 손실이 발생하기 쉽고, 킬로미터 당 대략 4dB의 손실이 예상되며, 이는 장거리 네트워크에서의 사용을 제한합니다.
방지 중공 섬유는 섬유 내부의 관형 유리 필름 사이의 빛을 앞뒤로 반사하여 공기 코어 근처의 빛을 제한하고 축을 따라 전달합니다. 반 공명의 원리는 상당히 복잡하며 일부 인간은 그것이 박막 간섭과 유사하다고 주장합니다. 이 유형의 광섬유는 공진 반사의 원리를 활용하고 특수 배열 된 모세관의 여러 층을 설계하는 것과 같은 특수 구조 설계를 통해 복잡한 미세 구조를 형성합니다. 이 구조는 전송 중 빛의 전체 반사를 방지하고, 모세관의 중첩 구조는 중공 코어 광 섬유의 감쇠를 크게 감소시킬 수 있습니다.
