X'inhi fibra ottika speċjali?
Jun 28, 2025
1. X'inhuFibra ottika speċjali(Dettaljat)
Fibri ottiċi speċjali huma differenti minn fibri tat-telekomunikazzjoni standard fl-istruttura tal-qalba / kisi, materjali, disinji ta 'gwida tal-mewġ, u profili ta' doping. Dawn il-fibri humainġinerija għal fenomeni fiżiċi speċifiċi, bħal manutenzjoni tal-polarizzazzjoni, effetti mhux lineari, jew reżiljenza ambjentali.
Fibri standard: SMF-28, Multimode, użat prinċipalment għat-telekomunikazzjoni.
Fibri speċjali: Imfassal għall-kunsinna tal-enerġija, sensing, ġenerazzjoni tal-lejżer, jew trasmissjoni kwantistika.
2. Tipi ta 'fibra ottika speċjali(Tabella estiża)
| Tip | Karatteristiċi ewlenin | Uża każijiet |
|---|---|---|
| PM (Teħid ta 'Polarizzazzjoni) | Vireg asimmetriċi tal-istress biex tippreserva l-polarizzazzjoni | Interferometri, ġiroskopji, QKD |
| Fibra tal-kristall fotoniku (PCF) | Kannizzata fl-arja fil-kisi; Modalità waħda bla tarf | Sorsi SuperContinuum, Ottika Mhux Lineari |
| Fibra tal-bandgap fotoniku tal-qalba vojta | Id-dawl jinfirex fl-arja (latenza baxxa) | Dejta ultraveloċi, trasport tad-dawl UV |
| Fibra miksija b'żewġ | Qalba ta 'ġewwa għas-sinjal, kisi ta' barra għad-dawl tal-pompa | Lejżers tal-fibra b'qawwa għolja |
| ER / YB / TM DOPED FIBRE | Doping tad-Dinja Rari għall-Qligħ / Lasing fi 980/1064 / 1550+ Nm | Amplifikaturi, lejżers |
| Fibra Multikore (MCF) | Diversi qlub indipendenti | SDM (multiplexing tad-diviżjoni spazjali), kompjuters paralleli |
| Fibra mwebbsa mir-radjazzjoni | Doped jew protett biex jirreżisti r-radjazzjoni jonizzanti | Spazju, reatturi nukleari |
| Żona ta 'mod kbir (LMA) | Dijametru tal-qalba akbar minn jew daqs 20 µm; Non-linearità baxxa | Twassil tal-enerġija, lejżers bil-pulsazzjonijiet |
| Fibra insensittiva tal-liwja (BIF) | Inġinerija ta 'indiċi assistita minn trinka jew rifrazzjoni | Ftth, spazji stretti |
| Fibra ottika tal-plastik (POF) | Core PMMA, flessibbli, bi prezz baxx | Sensers Industrijali, Netwerks tal-Karozzi |
| Fibra b'temperatura għolja | Kisi tal-polyimide jew fibra żaffir | Bjar taż-żejt, magni tal-ġett |
| Fibra mċajpra jew iċċattjata ta 'dispersjoni | Dispersjoni ottimizzata għal ġirja twila jew broadband | DWDM, 5G Backhaul |
3. Karatteristiċi ta 'fibra ottika speċjali (metriċi ewlenin)
| Parametru | Deskrizzjoni | Valur tipiku |
|---|---|---|
| Dijametru tal-qalba | Tista 'tkun personalizzata: minn 1 µm sa 100 µm + | eż., 8 µm (PMF), 25 µm (LMA) |
| NA (apertura numerika) | Qasam tal-Modalità Kontrolli, Angolu ta 'Aċċettazzjoni | 0.08 – 0.45 |
| Temperat tat-Temp | Jirreżisti 250 grad - 1000 grad (bil-polyimide / żaffir) | Sa 700 grad |
| Tolleranza tar-radjazzjoni | Espress f'KGY jew mrad | Sa 10⁶ gy |
| Raġġ tal-liwi | Minimu mingħajr telf ta 'sinjal | Inqas minn jew daqs 10 mM (BIF) |
| Proporzjon ta 'Estinzjoni ta' Polarizzazzjoni (PMF) | Grad ta 'preservazzjoni tal-polarizzazzjoni | >25 dB |
4.Skop ta 'fibra ottika speċjali(Kategoriji mmexxija mill-użu)
| Skop | Tip ta 'fibra | Implimentazzjoni |
|---|---|---|
| Kontroll tal-polarizzazzjoni ta 'preċiżjoni | PMF | Encryption Quantum, ġiroskopji tal-fibra ottika |
| Amplifikazzjoni tal-Qawwa u Lejżers | Double-miksijin, ER / yb-doped | Cutters tal-Laser Industrijali, Lidar |
| Tolleranza Ambjentali | Fibra b'temp għoli ta 'radjazzjoni | Bjar taż-żejt / gass, satelliti |
| Inġinerija spettrali | PCF, imxerred fit-tixrid | Supercontinuum, sensing tal-broadband |
| Iffrankar fl-ispazju | Fibra b'ħafna korrimenti | Ċentri tad-dejta, kompjuters b'rendiment għoli |
| Kunsinna ħafifa mgħaġġla | Kewkba vojt | Fotonika kwantistika, microwave |
5. Soluzzjonijiet bl-użu ta 'fibra ottika speċjali(Mill-industrija)
| Industrija | Tip ta 'fibra | Soluzzjoni tal-Inġinerija |
|---|---|---|
| Aerospazjali | Ir-radjazzjoni mwebbsa, PMF | Interkonnessjonijiet ottiċi fuq satelliti, navigazzjoni inerzjali |
| Difiża | PMF, LMA, fibri imħatteb | Armi ggwidati bil-fibra, sensuri ta 'enerġija għolja |
| Żejt u gass | Fibra b'temp għoli, fibra DTS | Monitoraġġ ta 'Downhole fi 200+ grad |
| Telekomunikazzjoni | MCF, BIF, DSF | 5G sinsla, skalar tal-kapaċità attivat mill-SDM |
| Magni tal-lejżer | LMA, doppju miksi, yb-doped | Mikromachining, inċiżjoni tal-azzar |
| Mediku | PCF, POF flessibbli | Kirurġija mogħtija mill-fibra, ablazzjoni tal-lejżer |
| Kwantu | PMF, qawsalla vojt | Distribuzzjoni taċ-ċavetta kwantistika bi ħoss baxx |
6. Applikazzjonijiet ta 'fibra ottika speċjali(Eżempji Tekniċi)
Ġenerazzjoni tas-superkontinuum
– Bl-użu ta 'PCF jew fibra mhux lineari ħafna (HNLF) ippumpjat minn lasers femtosecond.
→ Għal spettroskopija, OCT (tomografija ta 'koerenza ottika)
Lejżers tal-fibra għall-manifattura
– Fibri mdendla minn YB miksijin b'żewġ lasers tal-klassi Kilowatt
→ iwweldjar bil-lejżer, qtugħ ta 'metalli
Ġiroskopji tal-fibra ottika (ċpar)
– Sensing b'ċirkwit magħluq bil-kolja PMF
→ Navigazzjoni għal inġenji tal-ajru u sottomarini
Sensing tat-temperatura mqassam (DTS)
– Sensers ibbażati fuq Raman / Brillouin f'fibra ottika b'temp għoli
→ Sejbien ta 'tnixxija tal-pipeline
Multiplexing tad-Diviżjoni Spazjali taċ-Ċentru tad-Dejta (SDM)
– Uża MCF ta '7-core jew 19-core b'apparat fan-in / fan-out
→ links ottiċi ultra-densi
Komunikazzjoni kwantistika
– PMF jew fibri tal-qalba vojta jiżguraw dekorazzjoni baxxa
→ Distribuzzjoni tat-Twaħħil u QKD
Sistemi Lidar
– Fibra taż-żona tal-mod kbir f'sorsi pulsati
→ Vetturi Awtonomi, Monitoraġġ Atmosferiku
Monitoraġġ tar-radjazzjoni fir-reatturi nukleari
– Fibers ottiċi iebsin rad b'dożimetrija ottika f'ħin reali
→ Dijanjostiċi tal-qalba tar-reattur
7. Prinċipji tad-disinn ta 'fibra ottika speċjali
Id-disinn ta 'fibri ottiċi speċjali jinvolvi l-manipulazzjoni:
| Parametru | Rwol | Approċċ tad-Disinn |
|---|---|---|
| Indiċi tal-qalba / kisi | Jikkontrolla r-restrizzjoni ħafifa | Indiċi tal-pass, indiċi gradat, assistit mit-trinka |
| Ġeometrija | Jiddetermina l-imġieba modali u r-reżistenza tal-liwja | Ċirkulari, forma ta 'D, rettangolari, multikore |
| Sistema materjali | Jaffettwa d-durabilità, il-firxa spettrali, u t-telf | Silika, ħġieġ tal-fluworidu, chalcogenide, plastik |
| Profil tad-doping | Iżid qligħ, nuqqas ta 'linearità, jew reżistenza għar-radjazzjoni | Joni tad-dinja rari (er³⁺, yb³⁺), doping ge / f / p |
| Kisi | Tipproteġi l-fibra f'ambjenti ħorox | Akrilat, polyimide, metall, karbonju ermetiku |
Eżempju:
Fibra li tgħawweġ li tgħawweġJuża trinka fil-kisi biex toħloqDepressjoni ta 'indiċi ta' rifrazzjoni, tiggwida d-dawl b'mod aktar effettiv fi spazji stretti.
8. Proċessi tal-manifattura
Il-produzzjoni speċjali tal-fibra ssegwi tekniki ta 'deposizzjoni tal-fwar kimiċi tal-qalba iżda żżid kumplessità:
| Teknika | Deskrizzjoni | Uża għal |
|---|---|---|
| MCVD (deposizzjoni tal-fwar kimiku modifikat) | Iddepożita saffi tal-ħġieġ ġewwa tubu tas-silika | Standard għall-PMF, fibra doped |
| OVD (barra d-deposizzjoni tal-fwar) | Tifforma nugrufun esternament, imbagħad joħorġu | Produzzjoni tal-massa, fibri baxxi OH |
| PCVD (CVD attivat bil-plażma) | Joffri kontroll għoli tad-doping | ER-doped, jiksbu fibra |
| Munzell u ġibda | Għal fibri fotoniċi tal-kristall / hollow-core | Matriċi tat-toqba tal-arja u strutturi ta 'speċjalità |
| Stivar preformat | Arranġament manwali ta 'vireg / tubi | Fibra b'forma multikore |
Konsiderazzjonijiet ta 'kwalità:
Kontroll tad-Dijametru tal-Qasam tal-Modalità (MFD)
Konċentriċità tal-kisi
Telf minħabba kollass tat-toqba bl-arja (fil-PCF)
Allinjament tal-virga tal-istress (għall-PMF)
9. Sfidi fl-iskjerament u l-integrazzjoni
Sfidi fil-livell tas-sistema:
| Sfida | Kawża | Soluzzjonijiet |
|---|---|---|
| Tqabbil tal-modalità | Nuqqas ta 'qbil bejn fibra speċjali u SMF | Splicing għax-xejn, adapters tal-modalità tal-fibra |
| Telf ta 'tagħqid | Allinjament ħażin tal-qalba, nuqqas ta 'qbil tal-ġeometrija | Tqassim tal-fużjoni bi pre-allinjament, għatu |
| Konnettorjazzjoni | Diffiċli fl-LMA, PCF | Ferruli tad-dwana, llustrar tal-angolu |
| Tixjiħ ambjentali | Degradazzjoni tal-kisi f'teklu għoli jew radjazzjoni | Polyimide, kisi tal-karbonju ermetiku |
| Drift tal-polarizzazzjoni | Stress jew temperatura mekkanika | Kontrolluri ta 'polarizzazzjoni attiva jew disinn ta' rotta PMF |
10. Xejriet u Teknoloġiji emerġenti
1. Fibra tal-kurvatura negattiva tal-qalba vojta
Tifrix u latenza aktar baxxi minn silika
Użat fiFotonika tal-majkrowejv koerentiuTrasmissjoni THz
2. Multikor Wavelength SDM
Għaqqad MCF ma 'DWDM u SDM għal netwerks ottiċi ultra-densi
Ċavetta għalĊentri tad-dejtauBackbones tal-Internet Ġen Next
3. Fibri ta 'speċjalità mhux lineari
Fibra mhux lineari ħafna (HNLF), fibri tal-ħġieġ Zblan għal MID-IR
Użat għalFrekwenza Combs, Amplifikaturi parametriċi ottiċi, uSpettroskopija IR
4. Fanali fotoniċi
Interface bejn il-fibra multimode u l-firxa MCF / SMF
TippermettiAstrofotonikauMod-Diviżjoni Multiplexing
11. Eżempji ta 'prestazzjoni teknika
| Tip ta 'fibra | Attenwazzjoni | Mfd | Max Temp | Applikazzjonijiet |
|---|---|---|---|---|
| PM1550 | ~ 0.3 dB / km | 10.4 µm | ~ 85 grad | Interferometrija, QKD |
| Bandgap tal-qalba vojta | < 0.2 dB/m | 25 µm | ~ 60 grad | Netwerks ta 'latenza baxxa |
| Fibra YB miksija b'żewġ | ~ 0.05 dB / m | 6–20 µm | ~ 70 grad | Lejżers tal-fibra (500W-5KW) |
| Fibra żaffir | ~ 1 db / m (viżibbli) | 20–100 µm | >1000 grad | Sensing ta 'temperatura għolja |
| FIRBAN TAL-FLUORIDE ZBLAN | ~ 0.1–0.3 dB / m | 8–10 µm | ~ 250 grad | MID-IR Trasmissjoni (3–5 µm) |
12. Moduli u komponenti tal-fibra speċjali
Ħafna drabi ssib fibra ottika speċjali integrata f'moduli avvanzati:
| Komponent | Deskrizzjoni | Tip ta 'fibra użat |
|---|---|---|
| Amplifikatur tal-Fibra (EDFA, YDFA) | Qligħ tas-sinjal ottiku | ER / YB / TM DOPED FIBRE |
| Modulu tal-laser tal-fibra | CW jew output pulsat | Fibra LMA miksija b'żewġ |
| Coil taċ-ċpar | Sensing ta 'preċiżjoni | PMF ferita fi spirali |
| Kejbil tas-senser DTS | Sensing fuq distanza twila | Fibra armata b'temp għoli |
| Mode Converter / Fan-in Fan-Out | Jgħaqqad l-MCF ma 'matriċi SMF | Fibra b'ħafna korrimenti |
| Sors Supercontinuum | Ġenerazzjoni wiesgħa tal-ispettru | PCF mhux lineari |
| Combiner tal-Pompa | Tgħaqqad dawl tal-pompa tad-dijodu | Sistemi ta 'fibra b'żewġ miksijin |
