اصل اساسی
فیبر بدون هسته شکل شدیدی از یک الیاف پله{0}}است که در آن هسته حذف میشود و کل فیبر از مواد روکش خالص (سیلیکا) ساخته میشود. از آنجایی که ضریب شکست آن در سراسر یکنواخت است، نمی تواند نور را از طریق بازتاب داخلی کل هدایت کند. در نتیجه، نور منتشر شده از طریق یک CLF به دلیل پراش به سرعت منبسط می شود. برای انتقال از راه دور مناسب نیست. با این حال، دقیقاً همین ماهیت «واگرا»، همراه با ترکیب مواد خالص و قابلیتهای استثنایی کنترل جبهه موج، آن را در کاربردهای تخصصی بسیار ارزشمند میکند.
ویژگی ها و مزایای کلیدی
انبساط و تنظیم پرتو: پرتو یک فیبر حالت استاندارد تک-به محض ورود به بخش بدون هسته از هم جدا میشود و بهعنوان یک انبساط کننده پرتو بر پایه فیبر{1} مینیاتوری عمل میکند. این برای کاهش چگالی توان در کانکتورها یا هنگام پرتاب به اپتیک فضای آزاد، جلوگیری از آسیب، و بهبود تقابل بسیار مهم است.
حالت-آزاد و پراکندگی- انتشار کمتر: عدم وجود هسته به این معنی است که از حالتهای هدایتشده پشتیبانی نمیکند. نور در فضایی آزاد- منتشر میشود و پراکندگی مودال و نویز حالت ذاتی در فیبرهای چند حالته را حذف میکند. به خوبی کیفیت جبهه موج پرتو ورودی را حفظ می کند.
خلوص بالا و غیرخطی کم: ساخته شده از سیلیس خالص با حداقل ناخالصی، تلفات پراکندگی کمی دارد. قطر پرتو بزرگ به شدت چگالی توان نوری را کاهش میدهد و در نتیجه اثرات غیرخطی را سرکوب میکند (مانند پراکندگی رامان/بریوین تحریکشده). این به آن اجازه می دهد تا توان های نوری بالا را بدون اعوجاج یا آسیب طیفی مدیریت کند.
تطبیق پذیری برای کنترل فاز و قطبش: محیط یکنواخت آن، آن را به یک پلت فرم ایده آل برای ساخت دستگاه های فیبر خطی، مانند آینه های حلقه فیبر بسیار حساس یا کنترل کننده های پلاریزاسیون (دپلاریز کننده) تبدیل می کند.
حوزه های کاربردی اولیه
Fiber End{0}}Caps: این رایج ترین برنامه است. همجوشی-به انتهای فیبری که نور لیزر پرقدرت- ارائه میکند، CLF پرتو خروجی را گسترش میدهد و چگالی توان را در انتهای{4}}صورت نهایی به شدت کاهش میدهد. این به طور موثر از آسیب حرارتی و سوختن جلوگیری می کند و قابلیت اطمینان سیستم های لیزری با قدرت{{6} بالا را تضمین می کند.
رابط نوری و کولیماسیون: به عنوان یک گسترش دهنده پرتو کوچک شده، CLF در رابط بین فیبر و اپتیک فضای آزاد{0}} استفاده می شود. این یک پرتو واگرا را به یک پرتو همسوتر تبدیل می کند و بازده جفت و تحمل همسویی را با لنزها یا الیاف دیگر بهبود می بخشد.
حسگرهای فیبر-نوری: در حسگرهای تداخل سنجی Fabry{{1}Pérot، بخشی از CLF اغلب برای تشکیل یک حفره-با ظرافت کم با یک فیبر یک حالت-برای اندازهگیری دما، فشار و کرنش استفاده میشود. خاصیت گسترش{5}پرتو آن تعامل با محیط خارجی را افزایش میدهد و حساسیت را افزایش میدهد. همچنین یک جزء کلیدی در انواع خاصی از تداخل سنج (به عنوان مثال، آینه های حلقه) است.
مبدل قطر میدان حالت: با قرار دادن یک بخش از CLF بین الیاف با اندازههای هسته مختلف، میتوان یک منطقه انتقال مانند GRIN{0}} ایجاد کرد. این به طور مؤثری با قطر میدان حالت مطابقت دارد و به طور قابل توجهی از دست دادن اتصال را کاهش می دهد، به عنوان مثال، بین فیبر تک حالته و فیبر-حالت بزرگ- یا فیبر بلور فوتونیک.
اپتیک غیرخطی و بیوفتونیک: غیرخطی بودن کم آن را برای انتقال پالسهای فمتوثانیه{0}}پیک{1} بالا با حداقل اعوجاج پالس ایدهآل میکند. در تصویربرداری زیستپزشکی، پروبهای CLF در توموگرافی انسجام نوری آندوسکوپی (OCT) برای ارائه میدان دید بزرگتر و روشنایی یکنواختتر استفاده میشوند.
نتیجه گیری
فیبر بدون هسته نمونه ای از فلسفه مهندسی است که "سادگی کلیدی است". با کنار گذاشتن یک ساختار داخلی پیچیده، از خلوص مواد و خواص فیزیکی ثابت استفاده می کند تا جایگاه منحصر به فرد و غیرقابل جایگزینی را در انتقال نیرو، سنجش، اتصال به یکدیگر و اندازه گیری دقیق ایجاد کند. این فقط یک جزء کاربردی نیست، بلکه یک فناوری توانمند است که به تسهیل نوآوری در فوتونیک ادامه می دهد.