Apa itu Hollow Core Fiber (HCF)?
Serat optik inti berongga berbeda dari serat optik inti gelas atau plastik tradisional, karena interiornya kosong dan dapat diisi dengan udara, gas inert, atau ruang hampa. Metode desain struktural yang unik ini secara signifikan mengubah karakteristik propagasi optik serat optik, memberi mereka banyak keunggulan kinerja dibandingkan serat optik inti kaca padat tradisional. Karena kecepatan propagasi cahaya yang lebih cepat di udara dibandingkan dengan kaca, serat optik inti berongga memiliki latensi dan kerugian yang lebih rendah dibandingkan dengan serat optik tradisional. Microsoft Lumensity mengklaim bahwa kecepatan serat optik berongga 47% lebih cepat dari kaca kuarsa standar. Selain itu, serat inti berongga tidak mengambil cahaya dan dapat dengan mudah mendukung cahaya dalam beberapa pita seperti O, S, E, C, L, U, dll.
Serat inti berongga, seperti serat inti kaca tradisional, terdiri dari tiga bagian: inti, kelongsong, dan lapisan. Perbedaan utama terletak pada inti dan kelongsong. Inti dari serat berongga adalah udara, dan kelongsong dirancang berdasarkan struktur mikro, biasanya terdiri dari serangkaian lubang udara kecil yang disusun dalam struktur seperti sarang lebah. Ketika cahaya dihadapkan pada antarmuka antara inti serat dan kelongsong, itu sangat tersebar oleh lubang udara yang diatur secara berkala di kelongsong. Berbagai hamburan ini menghasilkan koherensi, memungkinkan gelombang cahaya yang memenuhi panjang gelombang tertentu dan sudut insiden untuk kembali ke lapisan inti dan terus merambat. Fungsi struktur mikro adalah untuk membatasi sinyal optik dalam inti serat untuk propagasi, dan kinerja serat inti berongga terutama ditentukan oleh struktur mikro.
Serat berongga mengurangi pembiasan cahaya oleh media karena perambatan cahaya di udara, sehingga sangat mengurangi penundaan transmisi. Kehilangan sinyal serat berongga secara signifikan lebih rendah daripada serat tradisional, membuatnya cocok untuk transmisi jarak jauh yang sangat panjang dan mengurangi kebutuhan untuk amplifier sinyal. Serat inti berongga secara signifikan mengurangi efek nonlinier (seperti modulasi fase mandiri dalam serat) selama transmisi optik daya tinggi, membuatnya berlaku secara luas dalam transmisi laser daya tinggi dan komunikasi kuantum.
Serat inti berongga dapat dengan mudah diklasifikasikan ke dalam dua kategori berdasarkan desain mikrostruktur dan prinsip kerja mereka: fotonik serat inti hampa celah pita (PBG-HCF) dan Anti Hollow Core Fibers (AR-HCF). Pengembangan serat optik inti berongga terutama telah melalui proses evolusi dari serat pita fotonik ke serat anti resonansi.
Foton bandgap serat inti berongga bergantung pada struktur kristal fotonik dalam kelongsong serat untuk membentuk pita fotonik untuk membatasi perambatan balok cahaya dalam inti berongga. Perbedaan dalam indeks bias kristal fotonik berarti bahwa sinar cahaya hanya dapat merambat di inti dan tidak dapat bocor ke kelongsong. Namun, struktur ini rentan terhadap kerugian, dengan kehilangan yang diprediksi sekitar 4dB per kilometer, yang membatasi penggunaannya dalam jaringan jarak jauh.
Serat berongga anti resonansi secara koheren memantulkan cahaya bolak -balik antara film -film kaca tubular di dalam serat, membatasi cahaya di dekat inti udara dan mentransmisikannya di sepanjang sumbu. Prinsip anti resonansi cukup kompleks, dan beberapa manusia berpendapat bahwa itu mirip dengan gangguan film tipis. Jenis serat optik ini menggunakan prinsip refleksi anti resonansi dan membentuk struktur mikro yang kompleks melalui desain struktural khusus, seperti merancang beberapa lapisan kapiler yang diatur secara khusus. Struktur ini mencegah refleksi total cahaya selama transmisi, dan struktur bersarang kapiler dapat secara signifikan mengurangi pelemahan serat optik inti berongga.
