Światłowód, jako główny składnik nowoczesnej technologii komunikacyjnej, technologii czujników i technologii laserowej, jego średnica jest nie tylko kluczowym wskaźnikiem zdolności przewodzenia światła, ale także głęboko wpływa na wydajność transmisji, wygodę operacji spawania i niezawodność zastosowań inżynieryjnych. Średnica światłowodu jest bardzo zróżnicowana, od mikronów do milimetrów, każda specyfikacja niesie ze sobą określoną misję aplikacji, poniżej przedstawiono popularyzację kilku głównych typów światłowodów sklasyfikowanych według średnicy.
Mikro/Nano włókno
Jak sama nazwa wskazuje, jego średnica jest bardzo mała, zwykle w skali mikronów (μm) do stu nanometrów (nm), bliska lub mniejsza od długości fali światła przechodzącego. Ta cecha zapewnia mu niezwykle wysokie ograniczenie pola optycznego i niezwykłe właściwości transmisji szybkich fal, co czyni go ulubionym w dziedzinie czujników. W przypadku czujników gazu, prędkości kątowej, biologicznych i temperatury, mikro-nano światłowody wykazują niezwykłą czułość i precyzję. Jednocześnie jest on również wyjątkowy i ma duże potencjalne perspektywy zastosowań w optycznym sprzężeniu bliskiego pola w skali nano, optyce nieliniowej i optyce atomowej.
Mikro-nanoświatłowód i jego zastosowania
Włókno światłowodowe o małej średnicy, mniejsze lub równe 80 μm
Średnica zwykle nie przekracza 80μm, przy doskonałej odporności na zginanie, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wydajności transmisji informacji. W dążeniu do zagęszczania i miniaturyzacji sprzętu, światłowody o małej średnicy są szeroko stosowane w komunikacji, czujnikach i medycynie. Niezależnie od tego, czy są to systemy okablowania światłowodowego o dużej gęstości, projekty światłowodowe do domu (FTTH), urządzenia pierścieniowe światłowodowe w zminiaturyzowanych żyroskopach światłowodowych, czy nawet endoskopy i skalpele światłowodowe w sprzęcie medycznym, można zobaczyć jego postać.
Włókna światłowodowe o małej średnicy, zachowujące polaryzację, oraz włókna światłowodowe o standardowej średnicy, stosowane głównie w dziedzinie komunikacji i wykrywania
Standardowa średnica włókna 125μm
Oznacza to, że światłowód o średnicy płaszcza 125μm jest kamieniem węgielnym dziedziny komunikacji światłowodowej. Umiejętnie równoważy wydajność transmisji, koszty produkcji i łatwość instalacji, i jest szeroko stosowany do budowy rozległych sieci komunikacji światłowodowej, wspierając kręgosłup infrastruktury internetowej. Niezależnie od tego, czy jest to komunikacja dalekobieżna przez oceany, czy dostęp szerokopasmowy w miastach, spełnia pilne potrzeby społeczeństwa w zakresie szybkiej i wysokiej jakości transmisji danych dzięki swojej wydajnej i stabilnej wydajności.
Włókno światłowodowe o dużej średnicy 125μm~500μm
Znany również jako włókno o dużej średnicy rdzenia, jego średnica rdzenia jest znacznie większa niż standardowego włókna optycznego, skutecznie redukując termiczne i nieliniowe efekty transmisji laserowej, co sprawia, że potrzebuje transmisji laserowej o dużej mocy lub specjalnych okazji do obrazowania optycznego, aby pokazać swoje mocne strony. W dziedzinie przemysłowego przetwarzania laserowego, spawania, z laserem o dużej mocy, aby osiągnąć wydajne i dokładne operacje przetwarzania; później, rynek wprowadził rdzeń kwadratowy, rdzeń prostokątny, rdzeń ośmiokątny i inną specjalną strukturę homogenizacji włókna, aby osiągnąć przestrzenny rozkład kontroli pola światła i homogenizację, aby rozwiązać tradycyjny problem energii wiązki wyjściowej światłowodu o dużej średnicy rdzenia nie jest jednolity w przetwarzaniu problemu uszkodzeń. W dziedzinie medycznej światłowody o dużej średnicy rdzenia pomagają endoskopom i mikroskopom poprawić jakość obrazowania i zapewnić wyraźniejsze pole widzenia diagnostycznego.
Różne rodzaje światłowodów o dużej średnicy, stosowane głównie w dziedzinie przesyłu energii laserowej
Rod-shaped optical fiber >500μm
Jego średnica znacznie przekracza tradycyjną kategorię światłowodów, do kilku milimetrów, a nawet dziesiątek milimetrów, jest specjalnym włóknem zaprojektowanym do transmisji laserowej dużej mocy. Jego duża zdolność przenoszenia energii zapewnia jakość i stabilność lasera w procesie transmisji, a stał się niezbędnym materiałem podstawowym do przemysłowego przetwarzania laserowego i eksperymentów naukowych na dużą skalę. Obecnie włókno fotoniczne w kształcie pręta z iterbu produkowane w Europie i Stanach Zjednoczonych jest objęte embargiem na rynku krajowym.
Wczesny włókno fotoniczne w kształcie pręta domieszkowane iterbem, średnica zewnętrzna 1,5 mm, rdzeń domieszkowany iterbem o średnicy 60 µm
Wybór średnicy włókna opiera się na konkretnych scenariuszach zastosowań i potrzebach oraz wynikach starannego rozważenia. Wraz z postępem nauki i techniki, technologia światłowodowa będzie się nadal rozwijać, przynosząc coraz więcej niespodzianek i zmian dla ludzkości.
