Światłowód kapilarny, przyszłość telekomunikacji

Telekomunikacyjny światłowód kapilarny.

Światłowód kapilarny jest to rodzaj światłowodu w którym fala świetlna, wielomodowa lub jednomodowa, powodowana dowolnym mechanizmem – refrakcyjnym lub refleksyjno-dyfrakcyjno-interferencyjnym, jest prowadzona w kapilarnym otworze próżniowym (powietrznym) ciągnącym się osiowo wzdłuż włókna (szklanego, polimerowego, kompozytowego, pokrytego metalem szlachetnym lub metalem i polimerem). Mechanizm prowadzenia fali optycznej zależy od konstrukcji włókna.

W światłowodzie telekomunikacyjnym liczą się dwa parametry podstawowe, tłumienność i dyspersja oraz kilka parametrów pomocniczych wśród których tutaj wymienimy poziom transmitowanej mocy optycznej przy której występują optyczne zjawiska nieliniowe, w materiale włókna, degradujące transmisję cyfrową. Te zjawiska nieliniowe to: samo-modulacja fazowa, skrośna modulacja fazowa oraz mieszanie czterofotonowe. Na tłumienność składają się rozpraszanie i absorpcja. W materiale światłowodu i w światłowodzie krzemionkowym suma obu tych składników. Dla długości fali minimalnego tłumienia λs(min)~1,55μm (1550nm), wynosi poniżej 0,15dB/km. Na dyspersję sygnału składają się czynnik materiałowy i falowodowy. Może ona być zerowana punktowo, wielopunktowo i pasmowo, na ogół kosztem niewielkiego wzrostu tłumienności. Światłowód kapilarny posiada odmienne właściwości odnośnie wymienionych wyżej parametrów transmisyjnych, budząc nadzieje na nową generację optycznych telekomunikacyjnych systemów kablowych

Fotoniczny światłowód kapilarny posiada znaczny potencjał rozwojowy, szczególnie w aspekcie zastosowań w kablowej telekomunikacji optycznej. Obecne oceny, wynikające z intensywnych badań nad takimi strukturami, prowadzone w kilku czołowych laboratoriach uniwersyteckich i firmowych, podają następujące dane. Tłumienie dla długości fali tłumienia minimalnego – rzędu 0,1dB/km, dyspersja –ok. kilkudziesięciokrotnie mniejsza od światłowodu klasycznego w szerokim paśmie, poziom zjawisk nieliniowych – dla mocy optycznej ponad dziesięciokrotnie większej, fotoniczne pasmo przezroczystości – kilkaset nanometrów, itp. Podstawowym ograniczeniem obecnie w zastosowaniu tych światłowodów (z ultra czystego szkła krzemionkowego) w systemach telekomunikacyjnych jest poziom tłumienia. Jest ona na poziomie 1dB/km oraz większa długość fali minimalnego tłumienia, obecnie rzędu 1750nm. W przyszłości może być nieco większa, nawet do 1900nm.

• Artykuł źródłowy na temat światłowodu kapilarnego.
• Pomiary światłowodów.