Sukellaamme syvemmälleMonetrinkuitu (MCF) tekniikka atekninen syvä sukellusmukaan lukien senSuunnitteluperiaatteet, etenemisfysiikka, edistyneet sovellukset, valmistusmenetelmät, komponenttien ekosysteemijanousevat trendit.
1. rakenne- ja suunnitteluperiaatteetMonen ytimen kuitu
Ydinasettelusuunnittelu
Kuusikulmainen hila(Yleisin 7, 19, 37 ytimelle)
Lineaarinen ryhmä(käytetään kuvantamisessa ja endoskopiassa)
Rengasytiminen tai samankeskinen MCF(Käytetään kiertoradan kulman momentum -moodikuituissa)
Ydinväli (sävelkorkeus)
Täytyy tasapainottaakompaktiisuusjaytimen välinen ylikuormitus.
Tyypillinen sävelkorkeus:35–50 µm(tilakentästä ja aallonpituudesta riippuen) .
Ydintyyppi
Yksimuoto (SMF): Jokainen ydin tukee vain perustavanlaatuista LP₀₁ -tilaa .
Harvineen ydin: Tukee 2–4 tilatilaa .
Multimode -ydin (harvinainen): Käytetään kuvantamisessa eikä televiestinnässä .
2. valon eteneminen ja ylikuormitus
Kytketty vs . kytketty MCF
| Ominaisuus | Kytketty MCF | Kytketty MCF |
|---|---|---|
| Ydinväli | Suurempi (matala kytkentä) | Pieni (vahva kytkentä) |
| Ylisarja | < –30 dB (very low) | Tarkoituksellinen; luottaa häiriöihin |
| Sovellukset | Riippumattomat kanavat (SDM, data) | Johdonmukainen MIMO -lähetys, kvanttioptiikka |
| Signaalinkäsittely | Minimaalinen DSP | Kompleksi Mimo DSP tarvitsi |
3. Lisäasetukset
A . avaruusjako multipleksointi (SDM)
YhdistääMCF + WDM (aallonpituuden jako multipleksointi)kertoa kapasiteetti .
Esimerkki:12- ydin MCF 80 WDM -kanavalla → 960 kanavaa1 kuitu .
B . koneoppiminen/AI -tiedonsiirto
Intra/inter data Center -nopeuslinkit käyttämällä32- ydin MCFVähennä kaapelointia .
Käytettyyhteispakattu optiikkaKuitujen lisääminen piitä .
C . Hajautettu anturi ja interferometria
Käyttää yksittäisiä ytimiäriippumattomat interferometrit(Rayleigh, Brillouin, FBG) .
Saavuttaamoni-parametrin tunnistus(Kanta, värähtely, lämpötila jne. .) .
D . kvanttiviestintä
Polarisaation ylläpitävä MCFkannettavamonifotonin takertuneet valtiot.
Matala-crosstalk, kriittinen estämiseksikvanttikohde.
E . biolääketieteellinen kuvantaminen
Johdonmukaiset kuitupaketit(MCF, jossa on 1000+ ytimet)Optinen koherenssitomografia (OCT), konfokaalimikroskopiajaendoskooppinen kuvantaminen.
4. valmistusmenetelmät
A . pino-ja-draw
Kunkin ytimen esimuodot on pinottu yhteiseen verhoon, sitten piirretään .
B . suora MC -esimuodon rakenne
Porattu kiinteä sauva, joka on täytetty ydinmateriaalilla, sulatettu ja piirretty .
C . modifioitu kemiallinen höyryn laskeuma (MCVD)
KäyttääAktiivisen ytimen MCF(e . g ., er³⁺, yb³⁺ seostetut ytimet vahvistimille tai laserille) .
5. välttämätönKomponentit MCF: ssäEkosysteemi
| Komponentti | Kuvaus |
|---|---|
| Tuuletin/tuuletin-laite | Pariskunnat yksittäiset SMF: t MCF -ytimiin/ |
| MCF -silmäs | Kohdistaa kaikki ytimet tarkasti; Jotkut ovat aktiivista ytimen seurantaa |
| MCF -liitin | MT-tyyliset tai mukautetut holkit kohdistettujen ydinryhmien kanssa |
| MCF -kytkimet ja halkaisijat | Ota käyttöön ytimeen valonsiirto tai jakelu |
| MCF-vahvistin (MC-EDFA) | Vahvistaa signaaleja kaikissa ytimissä samanaikaisesti |
6. suorituskykymittarit arvioitavaksi
| Parametri | Merkitys |
|---|---|
| Ytimen coosstalk | Määrittää kanavan eristämisen, yleensä <–30 dB |
| Differentiaalinen ryhmäviive (DGD) | Kriittinen johdonmukaisille järjestelmille,<1 ps/km |
| Taivutus | Kriittinen tiheän käyttöönoton kannalta |
| Moodin kentän tasaisuus | Tarvitaan sovitettuun käynnistys- ja havaitsemisoptiikkaan |
| Liittimen asetushäviö | Tyypillisesti<0.5 dB per core |
7. nousevat trendit ja tutkimusohjeet
Korkean tiheyden MCF (37+ ytimet)
Tutkimuskuitujajopa 100+ ytimetpetabit -lähetys .
MODE-DIVIONS Multipleksoitu MCF
Yhdistääuseita ytimiä + useita tiloja ydintä kohti.
Ottaa käyttöönMode-avaruus multipleksointi (MDM + SDM).
Aktiivisen ytimen MCF
Jokainen ydin on seostettu harvinaisten maametallien kanssa →monisydämen lasertaimonikanavainen vahvistin.
AI-optimoitu MCF-reititys
Dynaaminen kytkentä ja reititysMCF -fotoniset verkotAi . ohjattu
Avaruusalueet
Matala massas, korkea kaistanleveys MCF foroptiset satelliitin hyötykuormat.
Esimerkki kaupallisista tuotteista
| Tuote | Tekniset tiedot | Valmistaja |
|---|---|---|
| 7- ydin SMF -125 μm MCF | ITU G .652 d Spec Cores,<–40 dB crosstalk | Fujikura |
| 12- ydin kytketty MCF | 1,2 pb/s yli 50 km, tutkimusluokka | NTT |
| MCF-tuulettimen/tuulettimen moduulit | Tavallinen SMF<->MCF -rajapinta<1 dB loss/core | OptoScorm |
| MCF -interferometrinen anturi | 4- Ydinkuitu silta- ja tunnelin seurantaan | Luna -innovaatiot |