随着科学技术的不断进步，传统的实芯石英光纤受到材料吸收、色散、容量瓶颈、性能限制、非线性等因素的影响，在更好地支持人工智能和未来数据传输负载方面有其自身的限制。性别。由于其损伤阈值等性能较低，在光纤通信、高功率激光输出、超快光学、非线性光学等领域存在局限性，限制了相关产业的发展和进步。因此，根据时代的要求，出现了低损耗、超低延迟、更高通过带宽的空心光纤。
什么是空心光纤？
又称空心纤维（HCF，空心纤维）。
空心光子晶体光纤、空芯光纤
，一种使用空气作为传输介质的光纤。空心光缆具有一个充满空气的中心通道，周围环绕着一圈玻璃链，其横截面看起来像一个中心有空孔的蜂窝，其结构类似于非空心光纤，可以减少空间中的衰减。数据传输通道。内部处于真空状态，可以利用光信号传输数据。
非常接近光速。
（*图片借自网络）
空心光纤具有超低延迟、超低非线性、潜在超低损耗和更宽的通带带宽。
光传送网系统
增加了传输容量，延长了传输距离，降低了传输时延。与传统的实心光纤不同，空心光纤的核心是空气或真空，而不是中心的玻璃或其他材料，这具有许多特殊的优点。
空心光纤的特点
1.损耗低
：目前空心光纤的损耗可以达到0.174dB/km，与现有最新一代玻璃芯光纤的性能相同。同时，空芯光纤的通信窗口理论最小极限可以达到低至0.1dB/km，小于普通玻芯光纤0.14dB/km的理论极限。无需使用中继器即可长距离传输。
2.低延迟：
光主要在靠近孔隙的芯部区域传输，其折射率比实心玻璃低，传输速率较快。 传输时延从5us/km降低至3.46us/km。与传统光纤系统相比，可以减少30%。这对于当前和未来的延迟敏感服务传输至关重要。
3、超低非线性：
空心光纤的非线性效应比传统玻璃芯光纤低3至4个数量级，可显着提高输入光功率并延长传输距离。这对于光子学实验和超快光学研究等某些应用非常重要。
4、激光损伤阈值高：
空心光纤提供超高输出功率。
光功率99%以上
由于其通过空气传输，光场和材料之间的重叠最小。对于相同的发射功率，材料的吸收率较低，导致激光损伤的阈值较高。 5.超宽带：
通过不断优化空心纤维结构设计，
超宽带超过1000nm
、O、S、E、C、L、U等频段轻松实现。 6、直径大、灵活性好：
由于其纤芯为空气或真空，其直径比固体光纤大得多，但其弯曲半径可以很小，从而易于与其他设备连接，并避免弯曲和复杂的形状，适合所需的用途。
空心光纤工作原理
(*亮度空心光纤)
1.入射角
当光穿过空心光纤时，它被反射并沿着管向前传播。该反射发生的角度为
光线进入的角度。 2.反思
如果入射角小于临界角，则光被反射回来并沿着管道向前传播。这种反射称为
全内反射
（全内反射）。 3.发送
如果入射角大于临界角，光线将不会发生全内反射，而是会从空心中心逸出。因此，在空心光纤中传输的光波必须保持小于临界角的入射角。
4. 共鸣
当光线穿过空心光纤时，它与管内壁相互作用，
谐振
（共振）模式。这种谐振模式决定了穿过空心光纤的光的波长和频率。 空心光纤工业应用
1、高速/长距离数据传输领域
光通信空心光纤因其低损耗和宽带特性而广泛应用于光通信领域。可用于高速数据传输、远距离通信、卫星通信等领域。
2. 光学传感器
空心光纤因其柔韧性和大直径的特点而广泛应用于光学传感器领域。可用于测量温度、压力、流量、化学成分等参数。
3.激光加工
空心光纤的特性也使其能够广泛应用于激光加工领域。可用于切割、焊接、钻孔、表面处理等。
近年来，光纤相关技术的不断进步，未来空心光纤系统的传输容量、距离、时延有望得到全面提升。
空心光纤是一种用于下一代网络的新型光纤，与传统光纤相比，它有望在未来显着节省成本并提高效率。它不仅可以应用于超级计算、DCI、海底电缆等特定的低延迟应用，而且可以在传感、大功率传输、特殊光源等领域有广泛的应用。
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