การเดินทางของการสื่อสารทางออนไลน์ถูกกําหนดโดยความพยายามอย่างต่อเนื่องของมนุษยชาติในการส่งข้อมูลให้เร็วขึ้นและไกลขึ้นตั้งแต่หอไฟโบราณ และสายไฟเซมาโฟร์ในยุคเนปาเลียน ถึงการประดิษฐ์โทรเลขในศตวรรษที่ 19สายเคเบิลข้ามมหาสมุทรครั้งแรกถูกวางในปี 1858 สามารถส่งรหัสมอร์สข้ามมหาสมุทรเป็นสัญลักษณ์ของการเริ่มต้นของการเชื่อมต่อระหว่างโลก.
ทศวรรษถัดไปได้เห็นคลื่นวิทยุเปลี่ยนแปลงการสื่อสาร แต่ข้อจํากัดความกว้างแบนด์วิทและปัญหาการขัดแย้งของมันแสดงให้เห็นถึงความต้องการของสื่อที่ดีกว่าใช้วัสดุนําและกันไฟที่ถูกลัดการถ่ายทอดทางไกลเป็นหลักจนถึงปลายศตวรรษที่ 20การค้นพบโดยชาร์ลส์ คาโอ และจอร์จ โฮคแฮม ในช่วงปี 1960 ว่ากระจกที่ระบายได้สามารถนําแสงไปในระยะทางหลายกิโลเมตร เป็นจุดเริ่มต้นของยุคไฟเบอร์ออปติกเมื่อคอร์นนิ่งนําเสนอไฟเบอร์แก้วที่เสียน้อยในช่วงปี 1970 รากฐานของพื้นฐานอินเตอร์เน็ตที่ทันสมัยถูกสร้างขึ้น
ไม่เหมือนกับเส้นใยออปติกธรรมดา ที่พึ่งพาการระดับแกนแก้วที่แข็งแรง เส้นใยแกนโฮโล (HCFs) นําแสงผ่านช่องทางอากาศกลางที่ล้อมรอบด้วยชั้นแก้วที่มีโครงสร้างสายใยแบบไม่มีโน้ตแบบแอนติเรซอนันต์แบบตั้งห่อสองแบบ (DNANF) ยืนยันว่าเป็นการออกแบบที่ปฏิวัติ.
สถาปัตยกรรมนี้ทํางานผ่านการสะท้อนกันเสียงเสียงและการกั้นการเชื่อมโยง ทําให้แสงยังคงจํากัดอยู่ในแกนอากาศ แทนที่จะปฏิกิริยากับกระจกนวัตกรรมนี้กําจัดกลไกการสูญเสียหลัก - โดยเฉพาะการกระจาย Rayleigh.
การผลิต DNANF ต้องการการควบคุมการสูญเสียการรั่วไหล, การกระจายพื้นผิว, และผลการบิดไมโคร, ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับรูปทรงและความยาวคลื่นของเส้นใย.เครื่องมือจําลองที่ซับซ้อนถูกใช้ในการปรับปรุงปริมาตรเหล่านี้, ทําให้สามารถทํางานได้อย่างมั่นคงและขาดทุนน้อย ผ่านหน้าต่างสายสีที่กว้าง
การทดลองล่าสุดได้แสดงผลลัพธ์ที่ไม่ธรรมดา: สายไฟเบอร์ HCF2 ที่พัฒนาใหม่ได้บรรลุความอ่อนแอสูงสุด 0.091 dB/km ในระยะเวลา 1550 nmซึ่งจะยอดกว่าอุปสรรคการทํางานของเส้นใยซิลิก้าแบบปกติ.
นอกเหนือจากความอ่อนแอที่ต่ําสุดในประวัติศาสตร์ DNANF แสดงช่องทางการส่งที่พิเศษ มันรักษาความสูญเสียต่ํากว่า 0.1 dB / km ผ่าน 144 nm (18 THz) และต่ํากว่า 0.2 dB / km ผ่าน 66 THzการปรับปรุง 260% เมื่อเทียบกับสายไฟเบอร์โทรคมนาคมมาตรฐาน.
การทดสอบที่ก้าวหน้า รวมถึงการตรวจสัดส่วนในช่วงเวลาทางออทคติก และการวัดการตัดซ้ําแล้วซ้ําเล่า ได้ยืนยันว่าการสูญเสียเป็นแบบเดียวกัน ผ่านเส้นใยยาว 15 กม.ไฟเบอร์ยังแสดงความบริสุทธิ์แบบโดดเด่น (การรบกวนระหว่างแบบ < -70 dB/km), รับประกันคุณภาพสัญญาณที่ดีกว่าสําหรับการสื่อสารระยะยาว
นอกเหนือจากผลงานที่บันทึกไว้แล้ว เทคโนโลยีไฟเบอร์โฮโลคอร์ยังมีประโยชน์หลายอย่างสําหรับระบบออปติกรุ่นใหม่ การกระจายสีของมันที่ 1550 nm เพียง 3.2 ps/nm/kmลดลงเกือบเจ็ดเท่าของเส้นใยปรกติ, ลดความจําเป็นในการชําระค่าชําระการกระจายที่ซับซ้อน
ความเร็วในการถ่ายทอดเป็นจุดเด่นอีกอย่าง เพราะแสงเดินทางโดยหลักๆผ่านอากาศ ความเร็วในการกระจายตัวเพิ่มขึ้นถึง 45% เมื่อเทียบกับเส้นใยที่มีแกนแข็งโครงสร้างที่นําทางด้วยอากาศยังยับยั้งผลกระทบทางออทติกที่ไม่เป็นเส้นตรง, ทําให้การส่งสัญญาณพลังงานสูงและอัตราการส่งข้อมูลสูงโดยไม่ต้องบิดเบือนสัญญาณ
การผลิตประกอบด้วยกระบวนการคัดกรองและดึงที่ควบคุมได้อย่างสูง โดยใช้หลอดเลือดดํากระจกบางต้องรักษาอย่างแม่นยํา เพื่อให้เกิดพฤติกรรมต่อต้านการสะท้อนเสียงมิกรอสโกปีที่ทันสมัยและการทดสอบหลายความยาวคลื่นให้ความมั่นคงในการควบคุมคุณภาพทางกณิตศาสตร์และทางแสง
ผลลัพธ์ของ DNANF กว่าระบบสื่อสารประจําการ การจําลองแสดงให้เห็นว่ามันสามารถทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงความยาวคลื่นจาก 700 nm ถึงมากกว่า 2400 nmทําให้เข้ากันได้กับระบบเสริมเสียงต่าง ๆ.
ตัวอย่างเช่น เครื่องขยายเสียงที่ใช้ยิเทอร์บีียม (≈1060 nm) ให้ความกว้างแบนด์ 13.7 THz เครื่องขยายเสียงที่ใช้บิสมุธให้ความกว้าง 21 THz ผ่านช่วง O / E / S และระบบทูเลียม / โฮลมิียม (≈2000 nm) ให้ความกว้างมากกว่า 31 THzการปรับปรุง DNANF สําหรับช่วงนี้สามารถคูณความกว้างแบนด์บานด์ในการส่งสัญญาณปัจจุบันถึง 5 ถึง 10 เท่า.
การออกแบบในอนาคตอาจลดความสูญเสียลงอีก 0.01 dB/km ผ่านแกนขนาดใหญ่และการเสริมกลที่ดีขึ้นข้อดีด้านการทํางานของพวกเขาทําให้มันเหมาะสําหรับการขนส่งเลเซอร์พลังงานสูงและการสื่อสารระยะไกล.
DNANF เป็นการก้าวหน้าอย่างสําคัญในด้านวิศวกรรมแนวรังสีประหยัดพลังงานมากขึ้นและเครือข่ายไฟเบอร์ระยะยาว
การใช้งานจะครอบคลุมพื้นฐานโทรคมนาคม, ศูนย์ข้อมูล, การส่งเลเซอร์อุตสาหกรรม, ระบบการตรวจจับและเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์.เมื่อวิธีการผลิตเติบโตและความสามารถในการปรับขนาดดีขึ้น ใยใยเนื้อหุ้มจะกลายเป็นก้อนมุมของเทคโนโลยีการสื่อสารรุ่นต่อไป
ความก้าวหน้านี้แสดงให้เห็นว่า ด้วยการออกแบบแนวร่องคลื่นที่นวัตกรรมปัญหาทางกายภาพที่มีมานานของการส่งสัญญาณไฟเบอร์กระจกสามารถถูกต่อรองได้.
การเดินทางของการสื่อสารทางออนไลน์ถูกกําหนดโดยความพยายามอย่างต่อเนื่องของมนุษยชาติในการส่งข้อมูลให้เร็วขึ้นและไกลขึ้นตั้งแต่หอไฟโบราณ และสายไฟเซมาโฟร์ในยุคเนปาเลียน ถึงการประดิษฐ์โทรเลขในศตวรรษที่ 19สายเคเบิลข้ามมหาสมุทรครั้งแรกถูกวางในปี 1858 สามารถส่งรหัสมอร์สข้ามมหาสมุทรเป็นสัญลักษณ์ของการเริ่มต้นของการเชื่อมต่อระหว่างโลก.
ทศวรรษถัดไปได้เห็นคลื่นวิทยุเปลี่ยนแปลงการสื่อสาร แต่ข้อจํากัดความกว้างแบนด์วิทและปัญหาการขัดแย้งของมันแสดงให้เห็นถึงความต้องการของสื่อที่ดีกว่าใช้วัสดุนําและกันไฟที่ถูกลัดการถ่ายทอดทางไกลเป็นหลักจนถึงปลายศตวรรษที่ 20การค้นพบโดยชาร์ลส์ คาโอ และจอร์จ โฮคแฮม ในช่วงปี 1960 ว่ากระจกที่ระบายได้สามารถนําแสงไปในระยะทางหลายกิโลเมตร เป็นจุดเริ่มต้นของยุคไฟเบอร์ออปติกเมื่อคอร์นนิ่งนําเสนอไฟเบอร์แก้วที่เสียน้อยในช่วงปี 1970 รากฐานของพื้นฐานอินเตอร์เน็ตที่ทันสมัยถูกสร้างขึ้น
ไม่เหมือนกับเส้นใยออปติกธรรมดา ที่พึ่งพาการระดับแกนแก้วที่แข็งแรง เส้นใยแกนโฮโล (HCFs) นําแสงผ่านช่องทางอากาศกลางที่ล้อมรอบด้วยชั้นแก้วที่มีโครงสร้างสายใยแบบไม่มีโน้ตแบบแอนติเรซอนันต์แบบตั้งห่อสองแบบ (DNANF) ยืนยันว่าเป็นการออกแบบที่ปฏิวัติ.
สถาปัตยกรรมนี้ทํางานผ่านการสะท้อนกันเสียงเสียงและการกั้นการเชื่อมโยง ทําให้แสงยังคงจํากัดอยู่ในแกนอากาศ แทนที่จะปฏิกิริยากับกระจกนวัตกรรมนี้กําจัดกลไกการสูญเสียหลัก - โดยเฉพาะการกระจาย Rayleigh.
การผลิต DNANF ต้องการการควบคุมการสูญเสียการรั่วไหล, การกระจายพื้นผิว, และผลการบิดไมโคร, ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับรูปทรงและความยาวคลื่นของเส้นใย.เครื่องมือจําลองที่ซับซ้อนถูกใช้ในการปรับปรุงปริมาตรเหล่านี้, ทําให้สามารถทํางานได้อย่างมั่นคงและขาดทุนน้อย ผ่านหน้าต่างสายสีที่กว้าง
การทดลองล่าสุดได้แสดงผลลัพธ์ที่ไม่ธรรมดา: สายไฟเบอร์ HCF2 ที่พัฒนาใหม่ได้บรรลุความอ่อนแอสูงสุด 0.091 dB/km ในระยะเวลา 1550 nmซึ่งจะยอดกว่าอุปสรรคการทํางานของเส้นใยซิลิก้าแบบปกติ.
นอกเหนือจากความอ่อนแอที่ต่ําสุดในประวัติศาสตร์ DNANF แสดงช่องทางการส่งที่พิเศษ มันรักษาความสูญเสียต่ํากว่า 0.1 dB / km ผ่าน 144 nm (18 THz) และต่ํากว่า 0.2 dB / km ผ่าน 66 THzการปรับปรุง 260% เมื่อเทียบกับสายไฟเบอร์โทรคมนาคมมาตรฐาน.
การทดสอบที่ก้าวหน้า รวมถึงการตรวจสัดส่วนในช่วงเวลาทางออทคติก และการวัดการตัดซ้ําแล้วซ้ําเล่า ได้ยืนยันว่าการสูญเสียเป็นแบบเดียวกัน ผ่านเส้นใยยาว 15 กม.ไฟเบอร์ยังแสดงความบริสุทธิ์แบบโดดเด่น (การรบกวนระหว่างแบบ < -70 dB/km), รับประกันคุณภาพสัญญาณที่ดีกว่าสําหรับการสื่อสารระยะยาว
นอกเหนือจากผลงานที่บันทึกไว้แล้ว เทคโนโลยีไฟเบอร์โฮโลคอร์ยังมีประโยชน์หลายอย่างสําหรับระบบออปติกรุ่นใหม่ การกระจายสีของมันที่ 1550 nm เพียง 3.2 ps/nm/kmลดลงเกือบเจ็ดเท่าของเส้นใยปรกติ, ลดความจําเป็นในการชําระค่าชําระการกระจายที่ซับซ้อน
ความเร็วในการถ่ายทอดเป็นจุดเด่นอีกอย่าง เพราะแสงเดินทางโดยหลักๆผ่านอากาศ ความเร็วในการกระจายตัวเพิ่มขึ้นถึง 45% เมื่อเทียบกับเส้นใยที่มีแกนแข็งโครงสร้างที่นําทางด้วยอากาศยังยับยั้งผลกระทบทางออทติกที่ไม่เป็นเส้นตรง, ทําให้การส่งสัญญาณพลังงานสูงและอัตราการส่งข้อมูลสูงโดยไม่ต้องบิดเบือนสัญญาณ
การผลิตประกอบด้วยกระบวนการคัดกรองและดึงที่ควบคุมได้อย่างสูง โดยใช้หลอดเลือดดํากระจกบางต้องรักษาอย่างแม่นยํา เพื่อให้เกิดพฤติกรรมต่อต้านการสะท้อนเสียงมิกรอสโกปีที่ทันสมัยและการทดสอบหลายความยาวคลื่นให้ความมั่นคงในการควบคุมคุณภาพทางกณิตศาสตร์และทางแสง
ผลลัพธ์ของ DNANF กว่าระบบสื่อสารประจําการ การจําลองแสดงให้เห็นว่ามันสามารถทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงความยาวคลื่นจาก 700 nm ถึงมากกว่า 2400 nmทําให้เข้ากันได้กับระบบเสริมเสียงต่าง ๆ.
ตัวอย่างเช่น เครื่องขยายเสียงที่ใช้ยิเทอร์บีียม (≈1060 nm) ให้ความกว้างแบนด์ 13.7 THz เครื่องขยายเสียงที่ใช้บิสมุธให้ความกว้าง 21 THz ผ่านช่วง O / E / S และระบบทูเลียม / โฮลมิียม (≈2000 nm) ให้ความกว้างมากกว่า 31 THzการปรับปรุง DNANF สําหรับช่วงนี้สามารถคูณความกว้างแบนด์บานด์ในการส่งสัญญาณปัจจุบันถึง 5 ถึง 10 เท่า.
การออกแบบในอนาคตอาจลดความสูญเสียลงอีก 0.01 dB/km ผ่านแกนขนาดใหญ่และการเสริมกลที่ดีขึ้นข้อดีด้านการทํางานของพวกเขาทําให้มันเหมาะสําหรับการขนส่งเลเซอร์พลังงานสูงและการสื่อสารระยะไกล.
DNANF เป็นการก้าวหน้าอย่างสําคัญในด้านวิศวกรรมแนวรังสีประหยัดพลังงานมากขึ้นและเครือข่ายไฟเบอร์ระยะยาว
การใช้งานจะครอบคลุมพื้นฐานโทรคมนาคม, ศูนย์ข้อมูล, การส่งเลเซอร์อุตสาหกรรม, ระบบการตรวจจับและเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์.เมื่อวิธีการผลิตเติบโตและความสามารถในการปรับขนาดดีขึ้น ใยใยเนื้อหุ้มจะกลายเป็นก้อนมุมของเทคโนโลยีการสื่อสารรุ่นต่อไป
ความก้าวหน้านี้แสดงให้เห็นว่า ด้วยการออกแบบแนวร่องคลื่นที่นวัตกรรมปัญหาทางกายภาพที่มีมานานของการส่งสัญญาณไฟเบอร์กระจกสามารถถูกต่อรองได้.
