Το ταξίδι της οπτικής επικοινωνίας έχει καθοριστεί από την συνεχή αναζήτηση της ανθρωπότητας για την ταχύτερη και μακρύτερη μετάδοση πληροφοριών.Από τους αρχαίους φάρους και τις οπτικές γραμμές σεμαφόρων στην εποχή του Ναπολέοντα μέχρι την εφεύρεση του τηλεγράφου τον 19ο αιώναΤο πρώτο υπερατλαντικό καλώδιο το 1858, ικανό να στείλει κώδικα Μορς στον ωκεανό,συμβολίζει την αυγή της παγκόσμιας διασύνδεσης.
Οι επόμενες δεκαετίες είδαν τα ραδιοκύματα να μεταμορφώνουν την επικοινωνία, ωστόσο οι περιορισμοί του εύρους ζώνης και τα προβλήματα παρεμβολών έδειξαν την ανάγκη για καλύτερα μέσα.Χρησιμοποιώντας εξευγενισμένα αγωγικά και μονωτικά υλικά, κυριαρχούσε στην μετάδοση μεγάλων αποστάσεων μέχρι τα τέλη του 20ου αιώνα.Η ανακάλυψη του Charles Kao και του George Hockham στη δεκαετία του 1960 ότι το καθαρισμένο γυαλί μπορούσε να οδηγήσει το φως πάνω από χιλιόμετρα σηματοδότησε την αρχή της εποχής των οπτικών ινών.Όταν η Corning εισήγαγε χαμηλής απώλειας γυάλινες ίνες στη δεκαετία του 1970, δημιουργήθηκε η βάση για τη σύγχρονη υποδομή του Διαδικτύου.
Η Επιστήμη Πίσω από την ίνωση με Κωλοπυρήνα (DNANF)
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές οπτικές ίνες που βασίζονται σε ένα στερεό γυάλινο πυρήνα, οι ίνες κενού πυρήνα (HCF) οδηγούν το φως μέσω ενός κεντρικού αεραγωγού που περιβάλλεται από δομημένα στρώματα γυαλιού.η διπλή ενσωματωμένη αντι-αντι-αντί-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι-αντί-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι-αντι (DNANF) ξεχωρίζει ως ένα επαναστατικό σχέδιο.
Αυτή η αρχιτεκτονική λειτουργεί μέσω της αντι-ανακλαστικής αντανάκλασης και της ανασταλμένης ζεύξης, εξασφαλίζοντας ότι το φως παραμένει περιορισμένο στον πυρήνα αέρα αντί να αλληλεπιδρά με το γυαλί.Αυτή η καινοτομία εξαλείφει τους βασικούς μηχανισμούς απώλειας - ειδικά τη διάχυση Rayleigh - που περιορίζουν ριζικά τις συμβατικές ίνες πυριτίου.
Η κατασκευή DNANF απαιτεί ακριβή έλεγχο της απώλειας διαρροής, της διασποράς της επιφάνειας και των επιδράσεων μικροπλέξης, τα οποία εξαρτώνται από τη γεωμετρία και το μήκος κύματος των ινών.Για την βελτιστοποίηση αυτών των παραμέτρων χρησιμοποιούνται εξελιγμένα εργαλεία μοντελοποίησης, επιτρέποντας σταθερή, χαμηλή απώλεια απόδοσης σε ευρεία φασματικά παράθυρα.
Απαράμιλλες μετρήσεις απόδοσης
Πρόσφατα πειράματα απέδειξαν εξαιρετικά αποτελέσματα: η νεοαναπτύχθηκε HCF2 ίνα πέτυχε ρεκόρ εξασθένησης 0,091 dB/km στα 1550 nm, η χαμηλότερη οπτική απώλεια που έχει καταγραφεί ποτέ.Αυτό ξεπερνά το μακροχρόνιο εμπόδιο απόδοσης των συμβατικών ινών πυριτίου.
Πέρα από την ρεκόρ χαμηλής εξασθένισης, το DNANF παρουσιάζει ένα εξαιρετικό παράθυρο μετάδοσης.βελτίωση κατά 260% σε σύγκριση με τις συνήθεις τηλεπικοινωνιακές ίνες.
Προηγμένες δοκιμές, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής αντανακλαστικομέτρησης χρονικού πεδίου και επαναλαμβανόμενων μετρήσεων κοπής, επιβεβαίωσαν την ομοιόμορφη απώλεια σε όλο το μήκος της ινών 15 χλμ.Η ίνα παρουσιάζει επίσης εξαιρετική καθαρότητα λειτουργίας (διατροπική παρεμβολή < -70 dB/km), εξασφαλίζοντας ανώτερη ποιότητα σήματος για επικοινωνία υπερυψωμένων αποστάσεων.
Διακριτά τεχνικά πλεονεκτήματα
Εκτός από τις ρεκόρ επιδόσεις της, η τεχνολογία κενών πυρήνων ινών παρέχει πολλαπλά οφέλη για τα οπτικά συστήματα επόμενης γενιάς.σχεδόν επτά φορές χαμηλότερη σε σχέση με τις συμβατικές ίνες, μειώνοντας την ανάγκη για σύνθετη αντιστάθμιση διάσπασης.
Η ταχύτητα μετάδοσης είναι ένα άλλο χαρακτηριστικό, δεδομένου ότι το φως ταξιδεύει κυρίως μέσω του αέρα, η ταχύτητα διάδοσης αυξάνεται κατά 45% σε σύγκριση με τις ίνες στερεού πυρήνα.Η δομή που κατευθύνεται από αέρα καταπνίγει επίσης μη γραμμικές οπτικές επιπτώσεις, επιτρέποντας τη μετάδοση υψηλής ισχύος και υψηλής ταχύτητας δεδομένων χωρίς στρέβλωση του σήματος.
Η παραγωγή περιλαμβάνει μια εξαιρετικά ελεγχόμενη διαδικασία συσσώρευσης και άντλησης χρησιμοποιώντας λεπτό γυάλινα τριχοειδή.πρέπει να διατηρείται με ακρίβεια για να επιτευχθεί συνεπής αντι-αντίγραφο συμπεριφοράΗ προηγμένη μικροσκόπηση και οι δοκιμές με πολλά μήκη κύματος εξασφαλίζουν γεωμετρικό και οπτικό έλεγχο ποιότητας.
Ευρύτερος αντίκτυπος και δυνατότητες για το μέλλον
Οι επιπτώσεις του DNANF εκτείνονται πέρα από τα συμβατικά συστήματα επικοινωνίας.που επιτρέπουν τη συμβατότητα με διάφορα συστήματα ενίσχυσης.
Για παράδειγμα, οι ενισχυτές με βάση το ιτερβίο (≈1060 nm) προσφέρουν εύρος ζώνης 13,7 THz, οι ενισχυτές με ντόπινγκ βισμούτου παρέχουν 21 THz σε όλες τις ζώνες O / E / S και τα συστήματα τουλίου / χολμίου (≈2000 nm) παρέχουν πάνω από 31 THz.Η προσαρμογή του DNANF για αυτές τις ζώνες θα μπορούσε να πολλαπλασιάσει το τρέχον εύρος ζώνης μετάδοσης κατά πέντε έως δέκα φορές.
Οι μελλοντικοί σχεδιασμοί θα μπορούσαν να μειώσουν τις απώλειες ακόμη περισσότερο, σε περίπου 0,01 dB/km, μέσω μεγαλύτερων πυρήνων και βελτιωμένης μηχανικής ενίσχυσης.Τα πλεονεκτήματα των επιδόσεών τους τα καθιστούν κατάλληλα για μεταφορά λέιζερ υψηλής ισχύος και επικοινωνία υπερυποτόμων αποστάσεων..
Προοπτικές: Προς την επόμενη γενιά οπτικών δικτύων
Το DNANF αντιπροσωπεύει ένα καθοριστικό βήμα προς τα εμπρός στην μηχανική οπτικών κυματοειδών.πιο ενεργειακά αποδοτική, και δίκτυα με μεγαλύτερη εμβέλεια.
Οι εφαρμογές θα καλύπτουν τις υποδομές τηλεπικοινωνιών, τα κέντρα δεδομένων, τη βιομηχανική παράδοση λέιζερ, τα συστήματα αισθητήρων και την επιστημονική οργάνωση.Καθώς οι μέθοδοι κατασκευής ωριμάζουν και η επεκτασιμότητα βελτιώνεται, η ίνες κενού πυρήνα είναι έτοιμη να γίνει ένας ακρογωνιαίος λίθος της επόμενης γενιάς τεχνολογίας επικοινωνίας.
Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι με τον καινοτόμο σχεδιασμό κυματοδηγού,Τα μακροχρόνια φυσικά εμπόδια της μετάδοσης γυάλινης ινών μπορούν πράγματι να ξεπεραστούν, εισάγοντας μια νέα εποχή για την οπτική συνδεσιμότητα..
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!