Что такое фотонно-кристаллическое волокно (pcf)? - определение из техопедии

Определение - Что означает фотонно-кристаллическое волокно (ПКФ)?

Фотонно-кристаллическое волокно (PCF) - это разновидность оптического волокна, которое использует фотонные кристаллы для формирования оболочки вокруг сердечника кабеля. Фотонный кристалл представляет собой периодическую диэлектрическую среду с низкими потерями, построенную с использованием периодической матрицы микроскопических воздушных отверстий, которые проходят по всей длине волокна.

В ПКФ фотонные кристаллы с фотонными запрещенными зонами конструируются для предотвращения распространения света в определенных направлениях с определенным диапазоном длин волн. В отличие от обычной волоконной оптики, ПКФ используют полное внутреннее отражение или удержание света в методах с полой сердцевиной для распространения света. Распространение света в ПКФ намного превосходит стандартное волокно, которое использует постоянную оболочку с низким показателем преломления.

Применения для фотонно-кристаллических волокон включают спектроскопию, метрологию, биомедицину, визуализацию, телекоммуникации, промышленную обработку и военные технологии.

Фотонно-кристаллическое волокно также известно как микроструктурированное или дырявое волокно.

Техопедия объясняет фотонно-кристаллическое волокно (ПКФ)

Волоконно-оптические кабели имеют сердечник и оболочку с постоянной разницей показателей преломления. Свет проходит через сердечник в результате преломления света, который возникает в результате разницы между показателями преломления сердечника и оболочки. Этот преломленный свет несет гораздо большие потери при распространении на большие расстояния и, следовательно, требует использования повторителей и усилителей для связи на большие расстояния.

В PCF, с другой стороны, свет задерживается в ядре, обеспечивая гораздо лучший волновод для фотонов, чем стандартная волоконная оптика. Полимеры, используемые вместо стекла в PCF, обеспечивают преимущество более гибкого волокна, что обеспечивает более легкую и менее дорогую установку. Различные фотонные кристаллы, соответствующие различным фотонным решеткам, изготавливаются в зависимости от требуемых свойств распространяемого света.

Фотонно-кристаллические волокна обычно делятся на две основные категории:

• Волокна, направляющие индекс: имеют прочную сердцевину, подобную обычным волокнам. Свет ограничивается в этом ядре, используя модифицированный механизм полного внутреннего отражения.
• Фотонное волокно с воздушной прослойкой: имеет периодические микроструктурированные элементы и сердцевину из материала с низким индексом (полая сердцевина). Область ядра имеет более низкий показатель преломления, чем окружающая оболочка фотонного кристалла. Свет управляется механизмом, который отличается от полного внутреннего отражения тем, что он использует присутствие фотонной запрещенной зоны (PBG).