Нека се потопим по -дълбоко вМногоядрени фибри (MCF) Технология с aТехническо дълбоко гмурканевключително неговитеПринципи на проектиране, физика на разпространение, усъвършенствани приложения, методи за производство, компонентна екосистемаивъзникващи тенденции.
1. Принципи на структурен и дизайн наМногоядрени влакна
Основни дизайни на оформлението
Шестоъгълна решетка(Най -често за 7, 19, 37 ядра)
Линеен масив(Използва се при изображения и ендоскопия)
Пръстен или концентричен MCF(Използва се в влакна на орбитален ъглов инерционен режим)
Разстояние между ядрото (стъпка)
Трябва да балансиракомпактностимеждуядрен кръстосан разход.
Типична стъпка:35–50 µm(в зависимост от полето на режима и дължината на вълната) .
Тип ядро
Едномоден (SMF): Всяко ядро поддържа само основния LP₀₁ режим .
Ядро на няколко режима: Поддържа 2–4 пространствени режими .
Мултимодно ядро (рядко): Използва се при изображения, а не телеком .
2. разпространение на светлина и кръстосана разходка
Съчетан VS . Неизвестен MCF
| Функция | Неизвестен MCF | Свързан MCF |
|---|---|---|
| Разстояние между ядрото | По -голямо (ниско свързване) | Малко (силно свързване) |
| Кръстосана | < –30 dB (very low) | Умишлено; разчита на намеса |
| Приложения | Независими канали (SDM, данни) | Кохерентно мимо предаване, квантова оптика |
| Обработка на сигнала | Минимален DSP | Необходим е сложен MIMO DSP |
3. Разширени приложения
A . Мултиплексиране на космическото разделение (SDM)
КомбинирайтеMCF + WDM (Мултиплексиране на делене на дължината на вълната)За да умножите капацитета .
Пример:12- Core MCF с 80 WDM канала → 960 каналана 1 влакна .
B . Машинно обучение/AI Движение на данни
Вътрешно/inter центрове за данни високоскоростни връзки с помощта на32- Core MCFНамаляване на окабеляването .
Използва се сСъвместна оптикаЗа да приближите влакната до силиций .
C . разпределено сензор и интерферометрия
Използвайте отделни ядра катоНезависими интерферометри(Rayleigh, Brillouin, FBG) .
ПостигаМултипараметрично сензор(щам, вибрация, температура и т.н. .) .
D . Квантова комуникация
Поляризационно поддържане на MCFда се носиМулти-фотонни заплетени състояния.
Ниско пренасочване, критично за предотвратяванеКвантова декохерентност.
E . биомедицински изображения
Кохерентни снопове от влакна(MCF с до 1000+ ядра), използвани воптична кохерентна томография (OCT), Конфокална микроскопияиЕндоскопски изображения.
4. методи за производство
A . Студен и рисунка
Предварителните форми на всяко ядро се подреждат в обща облицовка, след което изтеглени .
B . директно MC Preform Construction
Пробит плътна прът, напълнен с основен материал, слети и изтеглени .
C . модифицирано отлагане на химически пари (MCVD)
Използва се заActive-Core MCF(e . g ., er³⁺, yb³⁺ легирани ядра за усилватели или лазери) .
5. същественоКомпоненти в MCFЕкосистема
| Компонент | Описание |
|---|---|
| Устройство за вентилатор/вентилатор | Двойки индивидуални SMF до/от MCF ядра (за стартиране) |
| MCF Splicer | Подравнява всички ядра точно; Някои са активно проследяване на основата |
| MCF конектор | MT стил или персонализирани ферули с подравнени ядрени масиви |
| MCF съединители и разделители | Активирайте прехвърляне или разпределение на светлината на сърцевината |
| MCF усилвател (MC-EDFA) | Усилва сигналите във всички ядра едновременно |
6. показатели за ефективност за оценка
| Параметър | Значение |
|---|---|
| Core Crosstalk | Определя изолацията на канала, обикновено <–30 dB |
| Забавяне на диференциално групи (DGD) | Критичен за съгласуваните системи,<1 ps/km |
| Загуба на огъване | Критичен за плътното разгръщане |
| Режим на полеви еднообразие | Необходими за съвпадение на оптика за стартиране и откриване |
| Загуба на вмъкване на конектор | Обикновено<0.5 dB per core |
7. Възникващи тенденции и указания за изследване
MCF с висока плътност (37+ ядра)
Изследователски влакна сдо 100+ ядраЗа PetAbit предаване .
Мултиплексиран MCF на режим
КомбинирайтеМножество ядра + множество режими на ядро.
АктивираМултиплексиране на режим-пространство (MDM + SDM).
Active-Core MCF
Всяка ядро, легирана с редки елементи →Многоядрен лазерилиМногоканален усилвател.
AI-оптимизирано маршрутизиране на MCF
Динамично превключване и маршрутизиране вMCF фотонични мрежизадвижван от AI .
Космически приложения
Ниска маса, висока лента MCF заОптични сателитни полезни товари.
Примерни търговски продукти
| Продукт | Спецификации | Производител |
|---|---|---|
| 7- Core SMF -125 μm MCF | Itu g .652 d специфични ядра,<–40 dB crosstalk | Фуджикура |
| 12- Core CORED MCF | 1.2 Pb/s над 50 km, степен на изследване | Ntt |
| MCF Fan-In/Fan-Out модули | Стандартен SMF<->MCF интерфейс с<1 dB loss/core | Ofs, optoscribe |
| MCF интерферометричен сензор | 4- Основно влакно за мост и мониторинг на тунела | Luna Innovations |