Що таке багатоядерне волокно (MCF)?

Давайте зануримось глибшеБагатоядерне волокно (MCF) Технологія зТехнічний глибокий зануреннявключаючи йогоПринципи проектування, фізика розповсюдження, вдосконалені програми, методи виготовлення, компонентна екосистемаіНові тенденції.

1. Принципи структурного та дизайнуБагатоядерне волокно

Основні конструкції макета

Шестикутна решітка(Найчастіше для 7, 19, 37 ядер)

Лінійний масив(використовується при візуалізації та ендоскопії)

Кільцеві або концентричні MCF(Використовується в орбітальному кутовому імпульсному режимі волокна)

Основні відстань (крок)

Потрібно врівноважуватикомпактністьіміжядна перехрестя.

Типовий крок:35–50 µm(залежно від поля режиму та довжини хвилі) .

Основний тип

Одномод (SMF): Кожен ядровий підтримує лише фундаментальний режим LP₀₁ .

Ядро з декількома режимами: Підтримує 2–4 просторові режими .

Мультимодове ядро ​​(рідкісне): Використовується в зображуванні, а не Telecom .

2. Розповсюдження світла та перехрестя

З'єднаний vs . Uneupled MCF

3. Додаткові програми

A . Мультиплексування космічного поділу (SDM)

ПоєднуватиMCF + WDM (мультиплексування довжини хвилі)Для розмноження ємності .

Приклад:12- Core MCF з 80 WDM каналами → 960 каналівна 1 волокно .

B . Машинне навчання/рух даних AI

Внутрішньо/міжміські високошвидкісні ланки з використанням32- Core MCFЗменшіть кабель .

Використовується зСпільно упакована оптикаНаблизити волокно до кремнію .

C . розподілене зондування та інтерферометрія

Використовуйте окремі ядра якНезалежні інтерферометри(Rayleigh, Brillouin, FBG) .

Досягаємультипараметра зондування(Штам, вібрація, температура тощо .) .

D . Квантова комунікація

Поляризація, що підтримує MCFноситиБагатофотонні заплутані стани.

Низький хрест критичного для запобіганняквантова декогерентність.

E . біомедичні зображення

Цілісні пучки волокна(MCF з ядрами до 1000+), що використовується вОптична когерентна томографія (OCT), Конфокальна мікроскопіяіЕндоскопічна візуалізація.

4. Методи виготовлення

A . стек-та raw

Заготовки кожного ядра складаються в загальну обшивку, а потім намальовано .

B . Прямий конструкція MC MC

Свердлений твердий стрижень, наповнений основним матеріалом, злитий і намальований .

C . Модифіковане хімічне осадження пари (MCVD)

Використовується дляActive-Core MCF(e . g ., er³⁺, yb³⁺ леговані ядра для підсилювачів або лазерів) .

5. EssentialКомпоненти в MCFЕкосистема

6. показники продуктивності для оцінки

7. Виникаючі тенденції та напрямки досліджень

MCF високої щільності (37+ ядра)

Дослідницькі волокна здо 100+ ядерДля передачі Petabit .

Mode-Division Multiplexed MCF

ПоєднуватиКілька ядер + кілька режимів на ядро.

ДозволяєМультиплексування режиму-простору (MDM + SDM).

Active-Core MCF

Кожне ядро, доповане елементами рідкісної землі →Багатоядерний лазерабоБагатоканальний підсилювач.

AI-оптимізована маршрутизація MCF

Динамічне перемикання та маршрутизацію вФотонічні мережі MCFкерований ai .

Космічні програми

Низька маса, висока пропускна здатність MCF дляОптичні супутникові корисні навантаження.

Приклад комерційної продукції