Фундаментал Принцип
Влакно без језгре је екстремни облик влакна са степенастим{0}}индексом где је језгро елиминисано, а цело влакно је направљено од чистог материјала за облагање (силицијум диоксид). Пошто је његов индекс преламања уједначен, не може да води светлост путем тоталне унутрашње рефлексије. Сходно томе, светлост која се шири кроз ЦЛФ брзо се шири због дифракције. Није погодан за{4}}пренос на велике удаљености. Међутим, управо ова „дивергентна“ природа, у комбинацији са чистом композицијом материјала и изузетним могућностима контроле таласног фронта, чини га тако вредним у специјализованим апликацијама.
Кључне карактеристике и предности
Ширење и колимација снопа: Сноп из стандардног једномодног-модног влакна разилази се чим уђе у одељак без језгра, делујући као минијатурни експандер снопа на бази минијатурног влакна{1}}. Ово је кључно за смањење густине снаге на конекторима или приликом лансирања у слободни-простор оптике, спречавање оштећења и побољшање колимације.
Режим{0}}Слободан и дисперзија{1}}Мање ширења: Одсуство језгра значи да оно не подржава вођене режиме. Светлост се шири на просторно слободан-просторни начин, елиминишући модалну дисперзију и шум у моду који је својствен мултимодним влакнима. Одлично чува квалитет таласног фронта улазног зрака.
Висока чистоћа и ниска нелинеарност: Направљен од чистог силицијум диоксида са минималним нечистоћама, има мале губитке расејања. Велики пречник снопа драстично смањује густину оптичке снаге, чиме се потискују нелинеарни ефекти (као што је стимулисано Раман/Бриллоуин расејање). Ово му омогућава да ефикасно рукује високим оптичким снагама без спектралног изобличења или оштећења.
Разноврсност за контролу фазе и поларизације: Његов уједначен медијум га чини идеалном платформом за производњу-управљача са оптичким влакнима, као што су високоосетљива оптичка огледала или контролори поларизације (деполаризатори).
Примарне области примене
Фибер Енд-Цаппс: Ово је најраспрострањенија апликација. Фусион-спојен на крај влакна које испоручује ласерско светло велике-снаге, ЦЛФ проширује излазни сноп, драстично смањујући густину снаге на крајњој-површини. Ово ефикасно спречава топлотно оштећење и сагоревање, обезбеђујући поузданост ласерских система велике{6}}не снаге.
Оптичко повезивање и колимација: Као минијатуризовани експандер снопа, ЦЛФ се користи на интерфејсу између оптичких влакана и слободног{0}}простора. Он претвара дивергентни сноп у више колимирани, побољшавајући ефикасност спајања и толеранцију поравнања са сочивима или другим влакнима.
Влакна-Оптички сензори: У Фабри-Перот интерферометријским сензорима, сегмент ЦЛФ се често користи за формирање шупљине ниске{2}}фиње са једним-модним влакном за мерење температуре, притиска и напрезања. Његово својство -проширивања снопа побољшава интеракцију са спољним окружењем, повећавајући осетљивост. Такође је кључна компонента у одређеним типовима интерферометара (нпр. огледала петље).
Конвертор пречника поља режима: Спајањем сегмента ЦЛФ између влакана са различитим величинама језгра, може се направити прелазна зона попут ГРИН{0}}. Ово се ефикасно поклапа са пречникима поља мода, значајно смањујући губитке у спајању, на пример, између једномодног-модног влакна и влакна велике-модске{4}}области или фотонског кристалног влакна.
Нелинеарна оптика и биофотоника: Његова ниска нелинеарност чини га идеалним за преношење фемтосекундних импулса велике{0}}вршне{1}} снаге са минималним изобличењем импулса. У биомедицинском снимању, ЦЛФ сонде се користе у ендоскопској оптичкој кохерентној томографији (ОЦТ) како би се обезбедило веће видно поље и уједначеније осветљење.
Закључак
Влакно без језгра илуструје инжењерску филозофију да је „једноставност кључна“. Напуштајући сложену унутрашњу структуру, користи чистоћу материјала и конзистентне физичке особине како би створио јединствену и незаменљиву нишу у руковању снагом, сензорима, међусобном повезивању и прецизном мерењу. То није само функционална компонента, већ и технологија која омогућава иновације у фотоници.