Ihålig-kärnfiber: Omdefinierar ljusöverföringshastigheten och låser upp de gränslösa möjligheterna för framtida kommunikation.
I dagens era där information färdas med ljusets hastighet, står traditionella optiska fibrer inför utmaningen med fysiska gränser. En störande teknik - ihålig-kärnfiber öppnar dock dörren till nästa generation av optisk kommunikation med sitt revolutionerande designkoncept. Detta är inte bara en teknisk uppgradering utan också en omprövning av ljustransmissionens väsen.
Till skillnad från traditionella optiska fibrer med fast-kärna har optiska fibrer med ihålig-kärna en mikrostrukturerad kanal fylld med luft inuti, och den optiska signalen fortplantar sig genom luften via den fotoniska bandgapeffekten. Denna design ger tre genombrottsfördelar: transmissionsförlusten reduceras avsevärt och når teoretiskt under 0,1 dB/km; överföringshastigheten ökas med 50%, närmar sig ljusets hastighet i vakuum; och den olinjära effekten nästan försvinner, vilket avsevärt förbättrar signaltroheten. Detta koncept att "låta ljus rinna i luften" har helt förändrat hur ljus interagerar med materia. Den optiska signalen begränsas inte längre av spridningen, absorptionen och olinjära effekterna av kvartsmaterial, vilket skapar en idealisk miljö för ultra-hög-hastighet och långa-överföringar.
Inom området kvantkommunikation visar ihåliga-kärnfibrer ett unikt värde. Deras speciella överföringsegenskaper kan bättre bevara kvanttillstånd, vilket ger en idealisk kanal för långa-kvantnyckeldistribution. Vid sammankoppling av datacenter möjliggör funktionen för ultra-låg latens mer exakt synkronisering mellan östliga och västerländska datacenter, vilket ger starkt tekniskt stöd för projektet "East Data West Computing". Hög-laseröverföring är ett annat viktigt tillämpningsscenario. Ihåliga-kärnfibrer kan motstå kraftöverföring på kilowatt-nivå utan att orsaka icke-linjär skada, vilket är av stor betydelse inom industriell bearbetning, laservapen och andra områden. Samtidigt visar de också stor potential inom framväxande områden som gasavkänning och atomoptik.
Under de senaste åren har optisk fiberteknik med ihålig-kärna gjort betydande framsteg. Genom att optimera den fotoniska bandgapstrukturen och tillverkningsprocessen har transmissionsförlusten minskat från de ursprungliga 10 dB/km till under 1 dB/km, vilket fört det närmare praktisk tillämpning. Med stöd av det nationella nyckelforsknings- och utvecklingsprogrammet i "14:e fem-årsplanen" har inhemska forskningsinstitutioner gjort en rad genombrott i design och tillverkning av optiska fibrer med ihålig-kärna, och vissa indikatorer har nått den internationella avancerade nivån. Särskilt anmärkningsvärt är att kinesiska forskarteam ligger i framkant när det gäller teknisk tillämpning av optiska fibrer med ihålig-kärna, efter att de framgångsrikt genomfört tester på{10}}plats över flera kilometer, vilket lägger en solid grund för industrialisering.
Med utvecklingen av nya teknologier som 6G och metaverse kommer kraven på nätverksbandbredd och latens att bli ännu strängare. Optiska fibrer med ihålig-kärna, med sina unika fördelar, förväntas bli "huvudpulsådern" för den framtida informationsmotorvägen. Kombinationen med kiselfotonteknik kommer att ge upphov till en ny generation av optiska kommunikationssystemarkitekturer. Från djup-havskommunikation till rymdutforskning, från kvantnätverk till intelligent avkänning, denna fantasifulla tekniska plattform av optiska fibrer med ihåliga-kärnor skissar upp en helt-ny bild av framtida optisk kommunikation för oss. I det här spåret fullt av obegränsade möjligheter kommer optiska fibrer med ihåliga-kärnor säkerligen att injicera ny vitalitet i utvecklingen av det mänskliga informationssamhället med sina revolutionerande tekniska egenskaper.