Perusperiaate
Sydämätön kuitu on askel{0}}indeksikuidun äärimmäinen muoto, jossa ydin poistetaan ja koko kuitu on valmistettu puhtaasta verhousmateriaalista (piidioksidista). Koska sen taitekerroin on tasainen kauttaaltaan, se ei voi ohjata valoa sisäisen kokonaisheijastuksen kautta. Tämän seurauksena CLF:n läpi etenevä valo laajenee nopeasti diffraktiosta johtuen. Se ei sovellu pitkän matkan-lähetykseen. Kuitenkin juuri tämä "erääntyvä" luonne yhdistettynä sen puhtaaseen materiaalikoostumukseen ja poikkeuksellisiin aaltorintaman ohjausominaisuuksiin tekee siitä niin arvokkaan erikoissovelluksissa.
Tärkeimmät ominaisuudet ja edut
Säteen laajennus ja kollimaatio: Tavallisen yksimuotokuidun säde hajoaa heti, kun se tulee ytimettömään osaan, ja toimii miniatyyrikuitu-pohjaisena säteen laajentajana. Tämä on ratkaisevan tärkeää virrantiheyden vähentämiseksi liittimissä tai laukaisussa vapaan-avaruuden optiikkaan, vaurioiden estämiseksi ja kollimaatioiden parantamiseksi.
Tila-Vapaa ja dispersio-Vähemmän leviämistä: Ytimen puuttuminen tarkoittaa, että se ei tue ohjattuja tiloja. Valo etenee spatiaalisesti vapaassa-tilassa, mikä eliminoi monimuotokuiduille ominaisen modaalisen hajaantumisen ja moodikohinan. Se säilyttää erinomaisesti tulosäteen aaltorintaman laadun.
Korkea puhtaus ja alhainen epälineaarisuus: Valmistettu puhtaasta piidioksidista, jossa on mahdollisimman vähän epäpuhtauksia, ja sen sirontahäviöt ovat pienet. Suuri säteen halkaisija vähentää merkittävästi optista tehotiheyttä ja vaimentaa siten epälineaarisia vaikutuksia (kuten stimuloitua Raman/Brillouin-sirontaa). Tämän ansiosta se pystyy käsittelemään suuria optisia tehoja tehokkaasti ilman spektrin vääristymiä tai vaurioita.
Monipuolisuus vaihe- ja polarisaatioohjaukseen: Sen yhtenäinen väliaine tekee siitä ihanteellisen alustan{0}}linjakuitulaitteiden, kuten erittäin herkkien kuitosilmukkapeilien tai polarisaatiosäätimien (depolarisaattorien) valmistukseen.
Ensisijaiset sovellusalueet
Fiber End{0}}Caps: Tämä on yleisin sovellus. Fuusio-jatkottuaan suuren-tehoa laservaloa tuottavan kuidun päähän, CLF laajentaa lähtösädettä ja vähentää merkittävästi tehotiheyttä lopullisessa-päässä. Tämä estää tehokkaasti lämpövaurioita ja palamista ja varmistaa tehokkaiden-laserjärjestelmien luotettavuuden.
Optinen rajapinta ja kollimaatio: Miniatyrisoituna säteen laajentajana CLF:ää käytetään kuidun ja vapaan{0}}avaruusoptiikan rajapinnassa. Se muuntaa hajaantuvan säteen kollimoidummaksi, mikä parantaa kytkentätehokkuutta ja kohdistustoleranssia linssien tai muiden kuitujen kanssa.
Kuitu{0}}optiset anturit: Fabry-Pérot-interferometrisissä antureissa CLF-segmenttiä käytetään usein muodostamaan matala-hieno onkalo, jossa on yksimuotoinen kuitu lämpötilan, paineen ja jännityksen mittaamiseksi. Sen säde{5}}laajeneva ominaisuus parantaa vuorovaikutusta ulkoisen ympäristön kanssa ja lisää herkkyyttä. Se on myös avainkomponentti tietyissä interferometrityypeissä (esim. silmukkapeilit).
Mode Field Diameter Converter: Jatkamalla CLF-segmentti erikokoisten kuitujen välille, voidaan luoda GRIN{0}}-tyyppinen siirtymäalue. Tämä sovittaa tehokkaasti moodikentän halkaisijat ja vähentää merkittävästi liitoshäviöitä esimerkiksi yksimuotokuidun ja suuren-moodi-alueen kuidun tai fotonikidekuitujen välillä.
Epälineaarinen optiikka ja biofotoniikka: Sen alhainen epälineaarisuus tekee siitä ihanteellisen korkean -huippu-tehoisten femtosekunnin pulssien lähettämiseen minimaalisella pulssin vääristymällä. Biolääketieteellisessä kuvantamisessa CLF-antureita käytetään endoskooppisessa optisessa koherenssitomografiassa (OCT) suuremman näkökentän ja tasaisemman valaistuksen aikaansaamiseksi.
Johtopäätös
Ydintön kuitu on esimerkki suunnittelufilosofiasta, jonka mukaan "yksinkertaisuus on avainasemassa". Luopumalla monimutkaisesta sisäisestä rakenteesta se hyödyntää materiaalin puhtautta ja yhtenäisiä fysikaalisia ominaisuuksia luodakseen ainutlaatuisen ja korvaamattoman markkinaraon tehonkäsittelyssä, tunnistuksessa, yhteenliittämisessä ja tarkkuuden mittauksessa. Se ei ole vain toiminnallinen komponentti, vaan mahdollistava teknologia, joka edelleen helpottaa fotoniikan innovaatioita.