Potenciální aplikace PCF v komunikačních systémech s optickými vlákny zahrnují hlavně dva aspekty: přenosová vlákna a optická zařízení. Hlavním bodem PCF jako přenosového vlákna je zlepšit výrobní proces a snížit ztrátu vlákna. Hlavním bodem PCF jako optického zařízení je upravit velikost PCF tak, aby bylo dosaženo požadovaného výkonu zařízení PCF.
Jak všichni víme, jako médium pro přenos optického signálu, ať už je to G. Jak 652 vlákno, tak PCF by měly uspokojit nízkou ztrátu, malou disperzi a nízké nelineární efekty. Stejně jako mechanismus ztráty G.652, ztráta PCF pochází hlavně z absorpce a rozptylu. Kromě toho díky specifičnosti struktury PCF přirozeně přináší některé speciální zdroje ztrát, jako je ztráta úniku režimu a ztráta strukturální vady. Tabulka 1 ukazuje zdroje ztráty PCF.
Byla přijata řada opatření ke snížení ztráty PCF, zejména včetně (1) zlepšení čistoty materiálu jádra / pláště; (2) přijetí procesu ke snížení znečištění trubky obkladového materiálu; (3) prostřednictvím rozumné konstrukce poměru plnění vzduchu / vzduchu Počet otvorů pro snížení režimu úniku.
PCF má vlastnosti nízké ztráty, malé disperze a malého nelineárního efektu, takže jeho aplikace v oblasti komunikace optickými vlákny je velmi slibná, zejména pro komunikační systémy na velké vzdálenosti. Díky neustálému zdokonalování návrhových metod PCF a výrobních procesů je výkon PCF stále dokonalejší. Zejména K. Prostřednictvím rozumného návrhu strukturálních parametrů, jako je průměr vzduchového otvoru d a vzdálenost vzduchových otvorů r, jakož i poměr d / r, Tajima et al. nejen snižují útlum PCF, ale také zlepšují disperzi a účinnost disperze PCF. Nyní PCF vstoupilo do experimentální výzkumné fáze přenosu komunikačního systému z optických vláken v laboratoři.
Na světové konferenci o komunikaci optickými vlákny (OFC) počátkem roku 2003 K. Telegraph and Telephone Company (NTT) Access Network Business System Laboratory. Tajima a kol. uvedli, že vyvinuli velmi nízký útlum, PCF s dlouhou délkou s útlumem 0,37 dB / km. PCF má úplné charakteristiky jednoho režimu a dostupný rozsah pracovních vlnových délek je 0,458 - 1,7 μm.
Výzkumný tým C. Peucheret et al. použil 5,6 km linku PCF k provedení experimentu přenosu 40 Gbit / s s pracovní vlnovou délkou 1550 nm. Efektivní plocha PCF použitá v tomto experimentálním systému je 72 čtverečních& mu; m, útlum je 1,7 dB / km a koeficient disperze je 32 ps / (km. nm). Experimenty ukazují, že když se PCF používá jako médium pro přenos optického signálu, výkon systému se nezhorší. Ve srovnání s vlákny G.652 je největší výhodou PCF to, že za předpokladu zajištění malého rozptylového koeficientu polarizačního režimu, koeficientu rozptylu, efektivní plochy a nelinearity Koeficient lze flexibilně navrhnout.
Jak již bylo uvedeno výše, samotný PCF je dobrým vláknem pro kompenzaci disperze. Flexibilním návrhem tří charakteristických strukturálních parametrů PCF: průměr jádra, průměr vzduchového otvoru pláště a vzdálenost vzduchového otvoru pláště můžeme získat velkou pozitivní disperzi nebo velkou negativní disperzi nebo velmi široký pás plochosti Disperzní PCF. Zejména je energie pro řízení šířky pásma flexibilní disperze a efektivity disperze u PCF několikrát větší než u vlákna G.652. Proto má PCF vynikající výkon při kompenzaci disperze a slibuje, že nahradí běžné vlákno pro kompenzaci disperze a stane se novou generací vlákna pro kompenzaci disperze.
Protože rozdíl indexu lomu jádra / pláště u běžného vlákna pro kompenzaci disperze je malý (1,45 / 1,3), je jeho schopnost kompenzace disperze špatná. Rozdíl jádro / plášť PCF je velký (1,45 / 1), takže PCF má silnou schopnost kompenzace disperze. Vědci z univerzity Tsinghua teoreticky vypočítali hodnotu disperze PCF. Parametry struktury PCF vybrané ve výpočtu jsou: rozteč vzduchových otvorů je 0,8 m; poměr průměru vzduchového otvoru k rozteči vzduchového otvoru je 0,835.
Vypočítá se, že hodnota disperze PCF při 1,55& mu; m může dosáhnout -2050 ps / (km. nm), což může kompenzovat 120násobek délky vlákna G.652 (17 ps / (km. nm)) a 240násobek délky vlákna G.655 (8,2 ps / (km) . nm)), což výrazně zkracuje délku vlákna pro kompenzaci disperze. Proto bude mít funkce kompenzace disperze PCF velkou aplikační hodnotu ve vysokorychlostních, velkokapacitních a dálkových systémech WDM.
PCF může tvořit vláknové lasery a vláknové zesilovače. Důvodem je to, že úpravou průměru a rozteče vzduchových otvorů v plášti se PCF s oblastí pole režimu 1 - 1000 mu; m2 lze flexibilně navrhnout, což zefektivňuje PCF při vývoji vláknových laserů a optických zesilovačů. Vlákno G.652 má více výhod.
Mezi aplikace související s komunikací PCF a optickými vlákny, které učinily pokrok ve výzkumu, patří: převod optických vlnových délek, Ramanovy zesilovače, optické solitonové lasery, vláknové mřížky a generátory kontinua.
