Mari menyelam lebih dalamSerat Multi-Core (MCF) teknologi dengan aTeknikal menyelam dalamtermasuknyaPrinsip Reka Bentuk, Fizik Penyebaran, Aplikasi Lanjutan, Kaedah Fabrikasi, Ekosistem Komponen, dantrend yang muncul.
1. Prinsip Struktur & Reka BentukSerat pelbagai teras
Reka bentuk susun atur teras
Kekisi heksagon(paling biasa untuk teras 7, 19, 37)
Arahan linear(digunakan dalam pengimejan dan endoskopi)
MCF cincin atau sepusat(digunakan dalam serat mod momentum sudut orbital)
Jarak Teras (Pitch)
Mesti mengimbangiKompakdanCrosstalk antara teras.
Padang biasa:35–50 µm(bergantung pada medan mod dan panjang gelombang) .
Jenis teras
Mod tunggal (SMF): Setiap teras hanya menyokong mod lp₀₁ asas .
Teras beberapa mod: Menyokong mod spatial 2-4 .
Teras Multimode (jarang berlaku): Digunakan dalam pengimejan dan bukannya telekom .
2. penyebaran cahaya & crosstalk
Digabungkan vs . MCF yang tidak digagalkan
| Ciri | MCF yang tidak digagalkan | Digabungkan MCF |
|---|---|---|
| Jarak teras | Lebih besar (gandingan rendah) | Kecil (gandingan kuat) |
| Crosstalk | < –30 dB (very low) | Disengajakan; bergantung pada gangguan |
| Aplikasi | Saluran Bebas (SDM, Data) | Penghantaran mimo yang koheren, optik kuantum |
| Pemprosesan isyarat | DSP minimum | DSP MIMO Kompleks diperlukan |
3. Aplikasi lanjutan
A . Multiplexing Division Space (SDM)
MenggabungkanMCF + WDM (Multiplexing Division Panjang)Untuk membiak kapasiti .
Contoh:12- MCF teras dengan saluran 80 WDM → 960 saluranpada 1 serat .
B . Pembelajaran Mesin/Pergerakan Data AI
Intra/inter data pusat data berkelajuan tinggi menggunakan32- MCF terasKurangkan kabel .
Digunakan denganoptik bersamaUntuk membawa serat lebih dekat ke silikon .
C . Sensing & Interferometri yang diedarkan
Gunakan teras individu sebagaiinterferometer bebas(Rayleigh, Brillouin, FBG) .
Mencapaipenderiaan multi-parameter(ketegangan, getaran, suhu, dan lain -lain .) .
D . Komunikasi kuantum
Polarisasi yang mengimbangi MCFuntuk dibawaMulti-Photon terikat negeri.
Crosstalk rendah kritikal untuk mencegahDecoherence Quantum.
E . Pencitraan Biomedikal
Berkas serat yang koheren(MCF dengan sehingga 1000+ teras) yang digunakan dalamtomografi koheren optik (OCT), mikroskopi confocal, danpencitraan endoskopik.
4. Kaedah fabrikasi
A . stack-and-draw
Preforms setiap teras disusun menjadi pelapisan biasa, kemudian ditarik .
B . Pembinaan Preform MC langsung
Batang pepejal digerudi dengan bahan teras, bersatu, dan ditarik .
C . pemendapan wap kimia yang diubahsuai (MCVD)
Digunakan untukMCF teras aktif(e . g ., er³⁺, yb³⁺ teras doped untuk penguat atau laser) .
5. EssentialKomponen di MCFEkosistem
| Komponen | Penerangan |
|---|---|
| Peranti kipas/kipas | Pasangan SMF individu ke/dari teras MCF (untuk dilancarkan) |
| MCF Splicer | Menyelaraskan semua teras dengan tepat; Ada yang mengesan teras aktif |
| Penyambung MCF | Gaya MT atau ferrules adat dengan array teras yang diselaraskan |
| Couplers & splitters MCF | Dayakan pemindahan atau pengedaran cahaya teras ke teras |
| Penguat MCF (MC-EDFA) | Menguatkan isyarat di semua teras secara serentak |
6. metrik prestasi untuk menilai
| Parameter | Kepentingan |
|---|---|
| CORE CROSSTALK | Menentukan pengasingan saluran, biasanya <-30 dB |
| Kelewatan Kumpulan Pembezaan (DGD) | Kritikal untuk sistem yang koheren,<1 ps/km |
| Kehilangan lenturan | Kritikal untuk penggunaan yang padat |
| Keseragaman medan mod | Diperlukan untuk optik pelancaran dan pengesanan yang dipadankan |
| Kehilangan penyisipan penyambung | Biasanya<0.5 dB per core |
7. Trend & Arahan Penyelidikan Muncul
MCF berkepadatan tinggi (37+ teras)
Serat penyelidikan denganSehingga 100+ terasuntuk penghantaran petabit .
MOD-Division Multiplexed MCF
MenggabungkanPelbagai teras + pelbagai mod setiap teras.
MembolehkanMode-Space Multiplexing (MDM + SDM).
MCF teras aktif
Setiap teras doped dengan elemen jarang bumi →laser multi-terasatauPenguat pelbagai saluran.
Routing MCF AI-dioptimumkan
Pertukaran dan penghalaan dinamik masukRangkaian Fotonik MCFdidorong oleh ai .
Aplikasi Spaceborne
Jalur rendah, jalur lebar tinggi untukmuatan satelit optik.
Contoh produk komersial
| Produk | Spesifikasi | Pengilang |
|---|---|---|
| 7- Core SMF -125 μm MCF | ITU G .652 d Spec Core,<–40 dB crosstalk | Fujikura |
| 12- Core digabungkan MCF | 1.2 pb/s lebih 50 km, gred penyelidikan | Ntt |
| Modul Fan-in/Fan-Out MCF | SMF standard<->Antara muka MCF dengan<1 dB loss/core | Of, Optoscribe |
| Sensor interferometrik MCF | 4- serat teras untuk pemantauan jambatan dan terowong | Inovasi Luna |