Pamatprincips
Šķiedra bez serdeņa ir ārkārtējs pakāpeniskās{0}}indeksa šķiedras veids, kurā serde ir noņemta, un visa šķiedra ir izgatavota no tīra apšuvuma materiāla (silīcija dioksīda). Tā kā tā refrakcijas indekss ir vienāds, tas nevar vadīt gaismu caur kopējo iekšējo atstarošanos. Līdz ar to gaisma, kas izplatās caur CLF, strauji izplešas difrakcijas dēļ. Tas nav piemērots pārraidei lielos- attālumos. Tomēr tieši šis "atšķirīgais" raksturs apvienojumā ar tā tīro materiālu sastāvu un izcilajām viļņu frontes kontroles iespējām padara to tik vērtīgu specializētos lietojumos.
Galvenās īpašības un priekšrocības
Stara izplešanās un kolimācija: standarta viena{0}}režīmu šķiedras stars novirzās, tiklīdz tas nonāk bezkodolu sekcijā, darbojoties kā miniatūrs šķiedras-pastiprinātājs. Tas ir ļoti svarīgi, lai samazinātu jaudas blīvumu savienotājos vai palaišanas laikā brīvā-kosmosa optikā, novērstu bojājumus un uzlabotu kolimāciju.
Režīms-Brīvs un dispersija-Mazāka izplatīšanās: kodola trūkums nozīmē, ka tas neatbalsta vadītos režīmus. Gaisma izplatās telpiski brīvā-telpā, novēršot modālo izkliedi un režīma troksni, kas raksturīgs daudzmodu šķiedrām. Tas lieliski saglabā ieejas stara viļņu frontes kvalitāti.
Augsta tīrība un zema nelinearitāte: izgatavots no tīra silīcija dioksīda ar minimāliem piemaisījumiem, tam ir zemi izkliedes zudumi. Lielais staru kūļa diametrs krasi samazina optiskās jaudas blīvumu, tādējādi nomācot nelineāros efektus (piemēram, stimulēto Ramana/Brillouin izkliedi). Tas ļauj tai efektīvi apstrādāt lielu optisko jaudu bez spektra kropļojumiem vai bojājumiem.
Daudzpusība fāzes un polarizācijas kontrolei: tā viendabīgā vide padara to par ideālu platformu, lai ražotu -līniju šķiedru ierīces, piemēram, ļoti jutīgus šķiedru cilpas spoguļus vai polarizācijas kontrolierus (depolarizatorus).
Primārās pielietošanas jomas
Fiber End{0}}Caps: šī ir visizplatītākā lietojumprogramma. Fusion-savienots ar šķiedras galu, kas nodrošina lielas-jaudas lāzera gaismu, CLF paplašina izvades staru, krasi samazinot jaudas blīvumu gala galā{4}}. Tas efektīvi novērš termiskus bojājumus un apdegumus, nodrošinot lielas -jaudas lāzersistēmu uzticamību.
Optiskā saskarne un kolimācija: kā miniatūrs staru paplašinātājs, CLF tiek izmantots saskarnē starp šķiedru un brīvo{0}}telpisko optiku. Tas pārvērš atšķirīgu staru kūli vairāk kolimētā, uzlabojot savienojuma efektivitāti un izlīdzināšanas toleranci ar lēcām vai citām šķiedrām.
Šķiedru{0}}optiskie sensori: Fabri-Pérot interferometriskajos sensoros CLF segmentu bieži izmanto, lai izveidotu zemu-smalku dobumu ar vienu-režīmu šķiedru temperatūras, spiediena un deformācijas mērīšanai. Tā staru-paplašināšanas īpašība uzlabo mijiedarbību ar ārējo vidi, palielinot jutīgumu. Tā ir arī galvenā sastāvdaļa dažos interferometru veidos (piemēram, cilpas spoguļos).
Režīmu lauka diametra pārveidotājs: savienojot CLF segmentu starp šķiedrām ar dažādu izmēru serdeņiem, var izveidot GRIN{0}}līdzīgu pārejas zonu. Tas efektīvi saskaņo režīma lauku diametrus, ievērojami samazinot savienojuma zudumus, piemēram, starp viena-režīmu šķiedru un liela-moda-apgabala šķiedru vai fotonisko kristālu šķiedru.
Nelineārā optika un biofotonika: tā zemā nelinearitāte padara to ideāli piemērotu augstas -maksimālās-jaudas femtosekundes impulsu pārraidīšanai ar minimāliem impulsa kropļojumiem. Biomedicīnas attēlveidošanā CLF zondes izmanto endoskopiskajā optiskās koherences tomogrāfijā (OCT), lai nodrošinātu lielāku redzes lauku un vienmērīgāku apgaismojumu.
Secinājums
Šķiedra bez kodola ilustrē inženierijas filozofiju, ka "vienkāršība ir galvenais". Atteicoties no sarežģītas iekšējās struktūras, tas izmanto materiāla tīrību un konsekventas fizikālās īpašības, lai izveidotu unikālu un neaizvietojamu nišu enerģijas pārvaldībā, uztveršanā, savienojumos un precizitātes mērīšanā. Tā nav tikai funkcionāla sastāvdaļa, bet arī veicinoša tehnoloģija, kas turpina veicināt jauninājumus fotonikā.