Ας βουτήξουμε βαθύτεραΊνες πολλαπλών πυρήνων (MCF) Τεχνολογία με έναΤεχνική βαθιά κατάδυσηπεριλαμβάνειΑρχές σχεδιασμού, φυσική διάδοσης, προηγμένες εφαρμογές, μεθόδους κατασκευής, οικοσύστημα εξαρτημάτων,αναδυόμενες τάσεις.
1. Δομικές και σχεδιαστικές αρχές τουΊνες πολλαπλών πυρήνων
Σχέδια βασικής διάταξης
Εξαγωνικό πλέγμα(πιο συνηθισμένο για 7, 19, 37 πυρήνες)
Γραμμικός πίνακας(χρησιμοποιείται στην απεικόνιση και την ενδοσκόπηση)
Δακτύλιος-πυρήνας ή ομόκεντρος MCF(Χρησιμοποιείται σε τροχιακές ίνες γωνιακής ορμής)
Απόσταση πυρήνα (Pitch)
Πρέπει να ισορροπήσωσυμπαγέςκαιδιακλαδισμένη διασταύρωση.
Τυπικό βήμα:35–50 µm(ανάλογα με το πεδίο λειτουργίας και το μήκος κύματος) .
Τύπος πυρήνα
Μονής λειτουργίας (SMF): Κάθε πυρήνας υποστηρίζει μόνο τη θεμελιώδη λειτουργία LP₀₁ .
Πυρήνας με λίγες λειτουργίες: Υποστηρίζει 2-4 χωρικές λειτουργίες .
Πυρήνας πολλαπλών μεταδόσεων (σπάνιο): Χρησιμοποιείται στην απεικόνιση και όχι στην τηλεπικοινωνία .
2. Φωτική διάδοση & crosstalk
Συζευγμένο vs . αποσυνδεδεμένο MCF
| Χαρακτηριστικό | Αποσυνδέθηκε το MCF | Συζευγμένο MCF |
|---|---|---|
| Κεντρικός απόσταση | Μεγαλύτερη (χαμηλή σύζευξη) | Μικρή (ισχυρή σύζευξη) |
| Στιχομυθία | < –30 dB (very low) | Εκ προθέσεως; βασίζεται στην παρέμβαση |
| Αιτήσεις | Ανεξάρτητα κανάλια (SDM, δεδομένα) | Συνεκτική μετάδοση MIMO, κβαντική οπτική |
| Επεξεργασία σήματος | Ελάχιστο DSP | Απαιτείται σύνθετο DSP Mimo DSP |
3. Προηγμένες εφαρμογές
A . πολυπλεξία διαίρεσης χώρου (SDM)
ΣυνδυασμόςMCF + WDM (πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος)Για να πολλαπλασιάσετε τη χωρητικότητα .
Παράδειγμα:12- Core MCF με 80 κανάλια WDM → 960 κανάλιασε 1 ίνες .
B . Μηχανική εκμάθηση/κίνηση δεδομένων AI
Χρησιμοποιώντας τους συνδέσμους υψηλής ταχύτητας ενδοφλέβου/inter data32- Core MCFΜειώστε τη καλωδίωση .
Χρησιμοποιείται μεσυν-συσκευασμένη οπτικήΓια να φέρετε τις ίνες πιο κοντά στο πυρίτιο .
C . Κατανεμημένη ανίχνευση & συμβολομετρία
Χρησιμοποιήστε μεμονωμένους πυρήνες ωςανεξάρτητοι συμβολομετρητές(Rayleigh, Brillouin, FBG) .
ΕπιτυγχάνωΑνίχνευση πολλαπλών παραμέτρων(στέλεχος, δόνηση, θερμοκρασία, κλπ. .) .
D . κβαντική επικοινωνία
MCF διαίρεσης πόλωσηςνα μεταφέρωΠολλαπλές φωτόνες εμπλεγμένες πολιτείες.
Χαμηλής περιεκτικότητας σε Crosstalk για πρόληψηκβαντική αποσύνθεση.
E . βιοϊατρική απεικόνιση
Συνεκτικές δέσμες ινών(MCF με έως 1000+ πυρήνες) που χρησιμοποιούνται στοΤομογραφία οπτικής συνοχής (Οκτ), ομοεστιακή μικροσκοπία,ενδοσκοπική απεικόνιση.
4. Μέθοδοι κατασκευής
A . στοίβα-και-draw
Οι προμήθειες κάθε πυρήνα στοιβάζονται σε μια κοινή επένδυση, και στη συνέχεια σχεδιάζονται .
B . Άμεση κατασκευή MC Preform
Διάτρηση στερεάς ράβδου γεμάτη με υλικό πυρήνα, συντηγμένο και τραυματισμένο .
C . Τροποποιημένη εναπόθεση χημικών ατμών (MCVD)
Χρησιμοποιούμενος γιαMCF ενεργού πυρήνα(e . g ., er³⁺, yb³⁺ doped πυρήνες για ενισχυτές ή λέιζερ) .
5. απαραίτητοΕξαρτήματα στο MCFΟικοσύστημα
| Συστατικό | Περιγραφή |
|---|---|
| Συσκευή fan-in/fan-out | Ζευγάρια μεμονωμένα SMFs προς/από τους πυρήνες MCF (για εκτόξευση) |
| Mcf splicer | Ευθυγραμμίζει όλους τους πυρήνες ακριβώς. Μερικά είναι ενεργά παρακολούθηση πυρήνα |
| Σύνδεσμος MCF | MT-style ή Custom Ferrules με ευθυγραμμισμένες συστοιχίες πυρήνα |
| Σύνδεσμοι και διαχωριστές MCF | Ενεργοποιήστε τη μεταφορά ή τη διανομή φωτός πυρήνα σε πυρήνα |
| Ενισχυτής MCF (MC-EDFA) | Ενισχύει τα σήματα σε όλους τους πυρήνες ταυτόχρονα |
6. μετρήσεις απόδοσης για αξιολόγηση
| Παράμετρος | Σπουδαιότητα |
|---|---|
| Βασική διαταραχή | Καθορίζει την απομόνωση του καναλιού, συνήθως <-30 dB |
| Καθυστέρηση διαφορικής ομάδας (DGD) | Κρίσιμο για συνεκτικά συστήματα,<1 ps/km |
| Ζημία κάμψης | Κρίσιμη για πυκνή ανάπτυξη |
| Ομοιομορφία πεδίου λειτουργίας | Απαιτείται για αντιστοιχία οπτικής εκτόξευσης και ανίχνευσης |
| Απώλεια εισαγωγής συνδετήρα | Τυπικά<0.5 dB per core |
7. Αναδυόμενες τάσεις και οδηγίες έρευνας
Υψηλής πυκνότητας MCF (37+ πυρήνες)
Ερευνητικές ίνες μεΈως 100+ πυρήνεςγια μετάδοση petabit .
Πολυπλεξία MCF με διαίρεση λειτουργίας
ΣυνδυασμόςΠολλαπλοί πυρήνες + πολλαπλές λειτουργίες ανά πυρήνα.
ΕπιτρέπειΠολυπλεξινόμηση λειτουργίας χώρου (MDM + SDM).
MCF ενεργού πυρήνα
Κάθε πυρήνας προσβλήθηκε με στοιχεία σπάνιας γης →λέιζερ πολλαπλών πυρήνωνήενισχυτής πολλαπλών καναλιών.
Δρομολόγηση MCF που έχει βελτιωθεί με AI
Δυναμική εναλλαγή και δρομολόγηση στοMCF φωτονικά δίκτυαοδηγείται από το ai .
Διαστημικές εφαρμογές
Χαμηλής μάζας, υψηλής ζώνης MCF γιαΟπτικό δορυφορικό φορτίο.
Παράδειγμα Εμπορικά Προϊόντα
| Προϊόν | Διόπτρα | Κατασκευαστής |
|---|---|---|
| 7- Core SMF -125 μm MCF | Itu g .652 d spec πυρήνες,<–40 dB crosstalk | Φουτζίκουρα |
| 12- Core Core Core MCF | 1.2 PB/S άνω των 50 χλμ., Βαθμός έρευνας | ΝΑΤ |
| MCF fan-in/fan-out modules | Πρότυπο SMF<->MCF διασύνδεση με<1 dB loss/core | OFS, optoscribe |
| MCF συμβολομετρικός αισθητήρας | 4- πυρήνα για παρακολούθηση γέφυρας και σήραγγας | Καινοτομίες Luna |