Potencjalne zastosowania PCF w światłowodowych systemach komunikacyjnych obejmują głównie dwa aspekty: włókna transmisyjne i urządzenia optyczne. Głównym celem PCF jako światłowodu transmisyjnego jest usprawnienie procesu produkcyjnego i zmniejszenie strat włókna. Głównym celem PCF jako urządzenia optycznego jest dostosowanie rozmiaru PCF w celu uzyskania wymaganej wydajności urządzenia PCF.
Jak wszyscy wiemy, jako optyczne medium transmisji sygnału, czy jest to G. Zarówno światłowód 652, jak i PCF powinny zapewniać niskie straty, małą dyspersję i niskie efekty nieliniowe. Podobnie jak mechanizm utraty G.652, utrata PCF pochodzi głównie z absorpcji i rozpraszania. Ponadto, ze względu na specyfikę struktury PCF, naturalnie niesie ze sobą pewne szczególne źródła strat, takie jak utrata upływu fazy i utrata defektów strukturalnych. Tabela 1 przedstawia źródła strat PCF.
Podjęto szereg środków w celu zmniejszenia strat PCF, w tym głównie (1) poprawienie czystości materiału rdzenia / okładziny; (2) przyjęcie procesu zmniejszania zanieczyszczenia rury z materiału płaszcza; (3) dzięki rozsądnemu projektowi współczynnika wypełnienia powietrzem / powietrza Liczba otworów w celu zmniejszenia trybu wycieku.
PCF charakteryzuje się niskimi stratami, małą dyspersją i niskim efektem nieliniowym, co sprawia, że jego zastosowanie w dziedzinie komunikacji światłowodowej jest bardzo obiecujące, szczególnie w systemach komunikacji na duże odległości. Dzięki ciągłemu doskonaleniu metod projektowania i procesów produkcyjnych PCF, wydajność PCF staje się coraz doskonalsza. Zwłaszcza K. Dzięki rozsądnemu projektowi parametrów konstrukcyjnych, takich jak średnica otworów powietrznych d i rozstaw otworów powietrznych r, a także stosunek d / r, Tajima i in. nie tylko zmniejszają tłumienie PCF, ale także poprawiają dyspersję i wydajność dyspersji PCF. Teraz PCF weszła w eksperymentalny etap badań nad transmisją światłowodowego systemu komunikacyjnego w laboratorium.
Na Światowej Konferencji Łączności Światłowodowej (OFC) na początku 2003 r. Laboratorium Systemów Biznesowych Sieci Dostępowych (NTT) K. Telegraph and Telephone Company. Tajima i in. zgłosili, że opracowali bardzo niskie tłumienie, długodystansowy PCF z tłumieniem 0,37 dB / km. PCF ma pełną charakterystykę jednomodową, a dostępny zakres roboczej długości fali to 0,458-1,7 μm.
Zespół badawczy C. Peucheret i wsp. wykorzystał linię PCF o długości 5,6 km do przeprowadzenia eksperymentu transmisji 40 Gbit / s przy roboczej długości fali 1550 nm. Efektywny obszar PCF zastosowany w tym układzie eksperymentalnym to 72 kwadratowe& mu; m, tłumienie wynosi 1,7 dB / km, a współczynnik dyspersji wynosi 32 ps / (km. nm). Eksperymenty pokazują, że gdy PCF jest używany jako optyczny nośnik transmisji sygnału, wydajność systemu nie ulega pogorszeniu. W porównaniu z włóknem G.652 największą zaletą PCF jest to, że przy założeniu zapewnienia małego współczynnika dyspersji w trybie polaryzacji, współczynnika dyspersji, obszaru efektywnego i nieliniowości Współczynnik można projektować elastycznie.
Jak wspomniano powyżej, sam PCF jest dobrym włóknem kompensującym dyspersję. Elastycznie projektując trzy charakterystyczne parametry strukturalne PCF: średnicę rdzenia, średnicę otworu powietrza okładziny i rozstaw otworów powietrza okładziny, możemy uzyskać dużą dyspersję dodatnią lub dużą dyspersję ujemną lub bardzo szerokie pasmo płaskości Dyspersyjny PCF. W szczególności, energia zarządzania szerokością pasma elastycznej kompensacji dyspersji i wydajności dyspersji w PCF jest kilkakrotnie większa niż w przypadku włókna G.652. Dlatego PCF ma doskonałą wydajność kompensacji dyspersji i obiecuje zastąpić zwykłe włókno kompensujące dyspersję i stać się nową generacją włókien kompensujących dyspersję.
Ponieważ różnica współczynnika załamania światła rdzenia / płaszcza zwykłego włókna kompensującego dyspersję jest niewielka (1,45 / 1,3), jego zdolność kompensacji dyspersji jest słaba. Różnica rdzeń / okładzina PCF jest duża (1,45 / 1), więc PCF ma silną zdolność kompensacji dyspersji. Naukowcy z Uniwersytetu Tsinghua teoretycznie obliczyli wartość dyspersji PCF. W obliczeniach wybrano parametry konstrukcji PCF: rozstaw otworów wentylacyjnych 0,8 m; stosunek średnicy otworów powietrznych do odstępów między nimi wynosi 0,835.
Obliczono, że wartość dyspersji PCF przy 1,55& mu; m może osiągnąć -2050 ps / (km. nm), co może kompensować 120-krotność długości włókna G.652 (17 ps / (km. nm)) i 240-krotność długości włókna G.655 (8,2 ps / (km . nm)), co znacznie skraca długość włókna kompensacji dyspersji. Dlatego funkcja kompensacji dyspersji PCF będzie miała wielką wartość w zastosowaniach w systemach WDM o dużej szybkości, dużej wydajności i na duże odległości.
PCF może stanowić lasery światłowodowe i wzmacniacze światłowodowe. Powodem jest to, że poprzez regulację średnicy i rozstawu otworów powietrznych w okładzinie, PCF z polem modowym o powierzchni 1-1000 mu; m2 można elastycznie projektować, dzięki czemu PCF jest bardziej efektywny w opracowywaniu laserów światłowodowych i wzmacniaczy optycznych. Włókno G.652 ma więcej zalet.
Zastosowania związane z komunikacją PCF i światłowodami, które poczyniły postęp w badaniach, obejmują: konwersję długości fali optycznej, wzmacniacze Ramana, optyczne lasery solitonowe, siatki światłowodowe i generatory kontinuum.
