फाइबर ऑप्टिक प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित होती रहती है, सूचना युग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।"विशेष ऑप्टिकल फाइबर" के रूप में जाना जाने वाला एक नया वर्ग खेल बदलने वाले के रूप में उभर रहा हैये फाइबर ऑप्टिकल संचार में विशेष बलों के रूप में कार्य करते हैं, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिवाइस इंटरकनेक्शन और अन्य विशेष अनुप्रयोगों में अद्वितीय और महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।इन विशेष फाइबरों को इतना खास क्या बनाता है?इस लेख में कई प्रतिनिधि विशेष फाइबरों की जांच की गई है, उनके तकनीकी सिद्धांतों, अनुप्रयोगों और चुनौतियों का पता लगाया गया है।
मानक सिंगल-मोड फाइबर (एसएमएफ) द्वारा वर्चस्व वाले ऑप्टिकल ट्रांसमिशन सिस्टम में, क्रोमैटिक फैलाव एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करता है। फैलाव ऑप्टिकल पल्स को चौड़ा करने का कारण बनता है,सिग्नल की गुणवत्ता में गिरावट और संचरण दूरी और गति को सीमित करनाफैलाव प्रतिपूर्ति फाइबर (डीसीएफ) इस समस्या का एक प्रभावी समाधान प्रदान करता है। डीसीएफ की प्रमुख विशेषता 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य खिड़की में इसका बड़ा नकारात्मक फैलाव मूल्य है,जो मानक एसएमएफ में उत्पन्न सकारात्मक फैलाव की भरपाई करता है.
विशेष रूप से, डीसीएफ में आम तौर पर लगभग डी ≈ -95 पीएस/(एनएम · किमी का विसारण गुणांक होता है। इसका मतलब है कि लगभग 14 किमी डीसीएफ मानक एसएमएफ के 80 किमी में विसारण की भरपाई कर सकता है।व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, डीसीएफ आमतौर पर सिस्टम एकीकरण को आसान बनाने के लिए एक फैलाव मुआवजा मॉड्यूल (डीसीएम) के रूप में पैक किया जाता है।
अन्य फैलाव मुआवजा तकनीकों जैसे फाइबर ब्राग ग्रिटिंग (एफबीजी) की तुलना में, डीसीएफ व्यापक तरंग दैर्ध्य खिड़की, उच्च विश्वसनीयता,और बेहद कम फैलाव लहरें (WDM) प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण हैंइसके अतिरिक्त, डीसीएफ को फैलाव ढलान की भरपाई के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जिससे यह व्यापक तरंग दैर्ध्य डब्ल्यूडीएम अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हो जाता है।
हालांकि, डीसीएफ की सीमाएं हैं। प्रति इकाई लंबाई के अपने सीमित फैलाव मूल्य के कारण, डीसीएफ अपेक्षाकृत उच्च क्षीणन प्रदर्शित करता है जब बड़े कुल फैलाव मुआवजे की आवश्यकता होती है। इसके अलावा,1550 एनएम तरंग दैर्ध्य खिड़की में नकारात्मक फैलाव प्राप्त करने के लिए, डीसीएफ का प्रभावी कोर क्षेत्र आमतौर पर छोटा होता है (Aeff ≈ 15 μm2), मानक एसएमएफ का लगभग एक-पांचवां हिस्सा।जिसे डीसीएफ युक्त माप यंत्रों के डिजाइन के समय ध्यान में रखा जाना चाहिए.
आदर्श सिंगल-मोड फाइबरों में परिपत्र क्रॉस-सेक्शन होते हैं जिसमें दो अपवर्जित मोड होते हैं जिनमें पारस्परिक रूप से ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण अवस्थाएं और समान प्रसार स्थिरांक होते हैं।बाह्य तनाव से फाइबर में द्विभंग हो सकता है, जिससे इन विकृत मोडों में विभिन्न प्रसार स्थिरांक विकसित होते हैं। The distribution of optical signals between these two polarization modes depends not only on the coupling conditions between the light source and the fiber but also on energy coupling between the modes during propagation—a process that is typically randomनतीजतन, फाइबर के माध्यम से केवल कुछ मीटर के प्रसार के बाद भी, आउटपुट सिग्नल की ध्रुवीकरण स्थिति आमतौर पर यादृच्छिक हो जाती है।मोड युग्मन और आउटपुट ध्रुवीकरण अवस्थाएं तापमान परिवर्तन जैसे बाहरी गड़बड़ी के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं, यांत्रिक तनाव परिवर्तन, और दोनों सूक्ष्म और मैक्रो झुकने।
दो आर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड के बीच ऊर्जा युग्मन को कम करने के लिए, उनके प्रसार स्थिरांक में अंतर पर्याप्त रूप से बड़ा होना चाहिए।यह कोर पर असममित तनाव लागू करने के लिए फाइबर आवरण में अतिरिक्त तत्वों को शामिल करके प्राप्त किया जाता है. विभिन्न सामग्रियों के थर्मल विस्तार गुणांक के कारण, फाइबर ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान कोर में एक दिशात्मक तनाव बनाया जा सकता है। तनाव लागू करने वाले भागों (एसएपी) के आकार के आधार पर,पीएम फाइबर को या तो "पांडा" या "बोटी" प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पीएम फाइबर अनिवार्य रूप से अत्यधिक द्विभंगकारी फाइबर हैं जो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड के बीच युग्मन को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालांकि,एक संकेत के ध्रुवीकरण राज्य को बनाए रखने के लिए एक पीएम फाइबर के लिए, इनपुट सिग्नल के ध्रुवीकरण या तो फाइबर की धीमी या तेज़ धुरी के साथ संरेखित किया जाना चाहिए। अन्यथा दोनों विघटित मोड उत्साहित हो जाएगा, और उनके बीच न्यूनतम ऊर्जा युग्मन के बावजूद,उनके सापेक्ष ऑप्टिकल चरणों अभी भी फाइबर गड़बड़ी से प्रभावित किया जाएगा, आउटपुट ध्रुवीकरण स्थिति को बनाए रखने से रोकता है।
इसलिए, ऑप्टिकल सिस्टम में पीएम फाइबर का उपयोग करते समय, इनपुट सिग्नल की ध्रुवीकरण स्थिति का सावधानीपूर्वक संरेखण महत्वपूर्ण है। अन्यथा आउटपुट ध्रुवीकरण स्थिरता के संबंध में,पीएम फाइबर मानक सिंगल-मोड फाइबर से खराब प्रदर्शन कर सकते हैं. पीएम फाइबर के साथ एक और चुनौती उन्हें जोड़ने और स्प्लिसिंग में कठिनाई है। जब दो पीएम फाइबर जोड़ते हैं, तो उनके द्विभंग अक्षों को पूरी तरह से संरेखित किया जाना चाहिए।गलत संरेखण इनपुट ध्रुवीकरण गलत संरेखण के रूप में एक ही समस्या पैदा करता हैपीएम फाइबर स्प्लाइसर, जो सटीक अक्ष घूर्णन और संरेखण प्रदान करते हैं, उनकी जटिलता के कारण पारंपरिक फाइबर स्प्लाइसर की तुलना में पांच गुना अधिक खर्च कर सकते हैं।
फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर (पीसीएफ), जिसे फोटोनिक बैंडगैप फाइबर के रूप में भी जाना जाता है, एक पूरी तरह से नए प्रकार के फाइबर का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें एक वेवगाइडिंग तंत्र पारंपरिक फाइबर से मौलिक रूप से अलग होता है।पीसीएफ में आमतौर पर अपने क्रॉस सेक्शन में कई आवधिक रूप से वितरित वायु छेद होते हैंपीसीएफ का प्रकाश-निर्देशन तंत्र फाइबर की अनुप्रस्थ दिशा में ब्राग अनुनाद प्रभाव पर निर्भर करता है,जिसका अर्थ है कि इसकी कम हानि वाली ट्रांसमिशन विंडो काफी हद तक बैंडगैप संरचना के डिजाइन पर निर्भर करती है.
बड़े-कोर-क्षेत्र पीसीएफ एक बड़े कोर क्षेत्र को बनाए रखते हुए असाधारण रूप से व्यापक तरंग दैर्ध्य खिड़की (जैसे, 750-1700 एनएम) में एकल-मोड संचालन की अनुमति देता है। खोखले-कोर पीसीएफ की तुलना में,बड़े कोर क्षेत्र के पीसीएफ कम नुकसान के साथ व्यापक खिड़कियां प्रदान करते हैंयद्यपि इसका गैर-रैखिक पैरामीटर मानक एसएमएफ से कम है, यह आमतौर पर खोखले-कोर पीसीएफ से बहुत अधिक है।
अत्यधिक गैर-रैखिक पीसीएफ, अपने बेहद छोटे ठोस कोर क्रॉस-सेक्शन के साथ, कोर में बहुत उच्च शक्ति घनत्व को सक्षम करता है। उदाहरण के लिए,λ0 = 710 एनएम पर शून्य-विसारण तरंग दैर्ध्य के साथ एक अत्यधिक गैर-रैखिक पीसीएफ का कोर व्यास 1 जितना छोटा हो सकता है.8 μm और गैर-रैखिक पैरामीटर γ > 100 W−1 km−1 ¥40 मानक SMF से अधिक है।इस प्रकार के पीसीएफ का उपयोग आम तौर पर गैर-रैखिक ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग अनुप्रयोगों जैसे पैरामीटर एम्पलीफिकेशन और सुपरकंटिन्यूम जनरेशन में किया जाता है।.
खोखले कोर वाले पीसीएफ हवा के कोर के माध्यम से प्रकाश संकेतों को निर्देशित करते हैं। उच्च अपवर्तक सूचकांक वाली ठोस डाइलेक्ट्रिक सामग्री की आवश्यकता वाले पारंपरिक तरंगों के विपरीत,क्लैडिंग में पीसीएफ की फोटोनिक बैंडगैप संरचना एक आभासी दर्पण के रूप में कार्य करती है जो प्रकाश तरंगों को हवा के कोर तक सीमित करती हैअधिकांश खोखले-कोर पीसीएफ में, 95% से अधिक ऑप्टिकल शक्ति हवा के माध्यम से यात्रा करती है, सिग्नल शक्ति और कांच सामग्री के बीच बातचीत को कम करती है।चूंकि हवा की गैर-रैखिकता सिलिकॉन से लगभग तीन परिमाण के आदेश कम है, खोखले-कोर पीसीएफ में बेहद कम गैर-रैखिकता दिखाई दे सकती है, जिससे यह उच्च-शक्ति वाले ऑप्टिकल संकेतों को प्रसारित करने के लिए उपयुक्त हो जाता है।
हालांकि, पीसीएफ को दो मुख्य चुनौतियों का सामना करना पड़ता हैः अपेक्षाकृत संकीर्ण ट्रांसमिशन विंडो (विशेष रूप से खोखले कोर पीसीएफ के लिए,आमतौर पर 200 एनएम के आसपास) वायु के कोर में सिग्नल ऊर्जा को सीमित करने वाले आवधिक संरचनाओं के मजबूत अनुनाद प्रभावों के कारणऔर अपेक्षाकृत उच्च क्षीणन मुख्य रूप से निर्माण दोषों के कारण होता है जो हवा के छेद की दीवार की खुरदराई को जन्म देता है।पीसीएफ में हवा/ग्लास इंटरफेस के विशाल क्षेत्र का मतलब है कि यहां तक कि मामूली सतह की रगड़पन भी महत्वपूर्ण फैलाव नुकसान का कारण बन सकती हैनतीजतन, पीसीएफ एक महंगी, उच्च अंत फाइबर प्रकार है जो ज्यादातर किलोमीटर के बजाय मीटर द्वारा बेचा जाता है।उनकी नाजुकता और हवा के छेद से होने वाली हैंडलिंग कठिनाइयां जो सतह उपचार को जटिल बनाती हैं, समापन, कनेक्शन और स्प्लिशिंग व्यापक स्वीकृति को और सीमित करते हैं।
हाल ही में, एक विशेष प्रकार के खोखले-कोर पीसीएफ को खोखले-कोर नेस्टेड एंटीरेज़ोनेंट नोडलेस फाइबर (एचसी-एनएएनएफ) कहा जाता है, जिसने उच्च गति वाले ऑप्टिकल ट्रांसमिशन के लिए वादा किया है।एचसी-एनएएनएफ की कोर संरचना में एक केंद्रीय वायु कोर के चारों ओर व्यवस्थित छिपे हुए सिलिका केशिकाओं के छह जोड़े होते हैंइस नेस्टेड डिजाइन से मोड क्षेत्र को हवा के कोर के मध्य क्षेत्र की ओर धकेलने में मदद मिलती है, जिससे सिलिका सामग्री के साथ बातचीत कम होती है और संभावित रूप से कमजोर होने में काफी कमी आती है।केशिका मोटाई के उचित डिजाइन के साथHC-NANF का कम हानि वाला बैंडविड्थ 1100-1600 एनएम तरंग दैर्ध्य खिड़की को कवर कर सकता है। बेहतर विनिर्माण तकनीकों ने पहले ही HC-NANF के क्षीणन को 0 तक कम कर दिया है।28 डीबी/किमीअंततः, चूंकि प्रकाश क्षेत्र न्यूनतम सिलिका बातचीत के साथ हवा के कोर में फैलता है,यदि विनिर्माण तकनीक में और सुधार होता है तो आंतरिक हानि मानक ठोस-कोर फाइबर की तुलना में बहुत कम हो सकती है.
खोखले-कोर फाइबर अतिरिक्त लाभ प्रदान करते हैंः नगण्य गैर-रैखिकता गैर-रैखिक गिरावट चिंताओं के बिना उच्च संकेत शक्ति की अनुमति देती है,और प्रकाश संकेत n≈1 से अपवर्तक सूचकांक में कमी के कारण मानक ठोस-कोर फाइबर की तुलना में लगभग 30% तेजी से फैलते हैं.47 से n≈1 तक, संचरण विलंबता को कम करने में मदद करता है। उच्च गति WDM संचरण प्रयोगों से पता चलता है कि HC-NANF वर्तमान SMF के लिए एक आशाजनक विकल्प बन सकता है।
प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ) एक कम लागत वाला विकल्प प्रदान करता है जो संभालना भी आसान है। पीओएफ कोर आमतौर पर पीएमएमए (पोलीमेथिल मेथैक्रिलैट), एक सामान्य राल से बने होते हैं,जबकि आवरण आमतौर पर कोर की तुलना में कम अपवर्तक सूचकांक के साथ फ्लोराइड पॉलिमर से बना होता हैपीओएफ के क्रॉस-सेक्शन डिजाइन सिलिका फाइबर की तुलना में अधिक लचीले होते हैं, जिससे विभिन्न कोर आकार और कोर/क्लेडिंग अनुपात की अनुमति मिलती है। उदाहरण के लिए, बड़े पीओएफ में,95% क्रॉस-सेक्शन प्रकाश संचरण के लिए कोर हो सकता है.
पीओएफ निर्माण के लिए सिसिका आधारित फाइबर के लिए आवश्यक महंगी एमओसीवीडी प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे कम लागत में योगदान होता है। जबकि सिसिका फाइबर दूरसंचार पर हावी हैं,पीओएफ को इसकी किफायती और लचीलेपन के कारण लागत-संवेदनशील क्षेत्रों में बढ़ते अनुप्रयोग मिलते हैंपीओएफ कनेक्शन और स्थापना लागत विशेष रूप से कम है, जिससे यह फाइबर-टू-द-होम अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक है।
हालाँकि, POF का लगभग 0.25 dB/m का ट्रांसमिशन हानि सिलिका फाइबर से लगभग तीन परिमाण के आदेश अधिक है, जिससे लंबी दूरी के ऑप्टिकल ट्रांसमिशन को रोक दिया जाता है। अधिकांश POF मल्टीमोड हैं,उन्हें कम गति तक सीमित करना, लघु दूरी के अनुप्रयोग जैसे होम नेटवर्क, ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट, ऑटोमोटिव नेटवर्क और लचीले प्रकाश / उपकरण समाधान।
फाइबर ऑप्टिक प्रौद्योगिकी तेजी से विकसित होती रहती है, सूचना युग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।"विशेष ऑप्टिकल फाइबर" के रूप में जाना जाने वाला एक नया वर्ग खेल बदलने वाले के रूप में उभर रहा हैये फाइबर ऑप्टिकल संचार में विशेष बलों के रूप में कार्य करते हैं, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिवाइस इंटरकनेक्शन और अन्य विशेष अनुप्रयोगों में अद्वितीय और महत्वपूर्ण कार्य करते हैं।इन विशेष फाइबरों को इतना खास क्या बनाता है?इस लेख में कई प्रतिनिधि विशेष फाइबरों की जांच की गई है, उनके तकनीकी सिद्धांतों, अनुप्रयोगों और चुनौतियों का पता लगाया गया है।
मानक सिंगल-मोड फाइबर (एसएमएफ) द्वारा वर्चस्व वाले ऑप्टिकल ट्रांसमिशन सिस्टम में, क्रोमैटिक फैलाव एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करता है। फैलाव ऑप्टिकल पल्स को चौड़ा करने का कारण बनता है,सिग्नल की गुणवत्ता में गिरावट और संचरण दूरी और गति को सीमित करनाफैलाव प्रतिपूर्ति फाइबर (डीसीएफ) इस समस्या का एक प्रभावी समाधान प्रदान करता है। डीसीएफ की प्रमुख विशेषता 1550 एनएम तरंग दैर्ध्य खिड़की में इसका बड़ा नकारात्मक फैलाव मूल्य है,जो मानक एसएमएफ में उत्पन्न सकारात्मक फैलाव की भरपाई करता है.
विशेष रूप से, डीसीएफ में आम तौर पर लगभग डी ≈ -95 पीएस/(एनएम · किमी का विसारण गुणांक होता है। इसका मतलब है कि लगभग 14 किमी डीसीएफ मानक एसएमएफ के 80 किमी में विसारण की भरपाई कर सकता है।व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, डीसीएफ आमतौर पर सिस्टम एकीकरण को आसान बनाने के लिए एक फैलाव मुआवजा मॉड्यूल (डीसीएम) के रूप में पैक किया जाता है।
अन्य फैलाव मुआवजा तकनीकों जैसे फाइबर ब्राग ग्रिटिंग (एफबीजी) की तुलना में, डीसीएफ व्यापक तरंग दैर्ध्य खिड़की, उच्च विश्वसनीयता,और बेहद कम फैलाव लहरें (WDM) प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण हैंइसके अतिरिक्त, डीसीएफ को फैलाव ढलान की भरपाई के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जिससे यह व्यापक तरंग दैर्ध्य डब्ल्यूडीएम अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हो जाता है।
हालांकि, डीसीएफ की सीमाएं हैं। प्रति इकाई लंबाई के अपने सीमित फैलाव मूल्य के कारण, डीसीएफ अपेक्षाकृत उच्च क्षीणन प्रदर्शित करता है जब बड़े कुल फैलाव मुआवजे की आवश्यकता होती है। इसके अलावा,1550 एनएम तरंग दैर्ध्य खिड़की में नकारात्मक फैलाव प्राप्त करने के लिए, डीसीएफ का प्रभावी कोर क्षेत्र आमतौर पर छोटा होता है (Aeff ≈ 15 μm2), मानक एसएमएफ का लगभग एक-पांचवां हिस्सा।जिसे डीसीएफ युक्त माप यंत्रों के डिजाइन के समय ध्यान में रखा जाना चाहिए.
आदर्श सिंगल-मोड फाइबरों में परिपत्र क्रॉस-सेक्शन होते हैं जिसमें दो अपवर्जित मोड होते हैं जिनमें पारस्परिक रूप से ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण अवस्थाएं और समान प्रसार स्थिरांक होते हैं।बाह्य तनाव से फाइबर में द्विभंग हो सकता है, जिससे इन विकृत मोडों में विभिन्न प्रसार स्थिरांक विकसित होते हैं। The distribution of optical signals between these two polarization modes depends not only on the coupling conditions between the light source and the fiber but also on energy coupling between the modes during propagation—a process that is typically randomनतीजतन, फाइबर के माध्यम से केवल कुछ मीटर के प्रसार के बाद भी, आउटपुट सिग्नल की ध्रुवीकरण स्थिति आमतौर पर यादृच्छिक हो जाती है।मोड युग्मन और आउटपुट ध्रुवीकरण अवस्थाएं तापमान परिवर्तन जैसे बाहरी गड़बड़ी के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं, यांत्रिक तनाव परिवर्तन, और दोनों सूक्ष्म और मैक्रो झुकने।
दो आर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड के बीच ऊर्जा युग्मन को कम करने के लिए, उनके प्रसार स्थिरांक में अंतर पर्याप्त रूप से बड़ा होना चाहिए।यह कोर पर असममित तनाव लागू करने के लिए फाइबर आवरण में अतिरिक्त तत्वों को शामिल करके प्राप्त किया जाता है. विभिन्न सामग्रियों के थर्मल विस्तार गुणांक के कारण, फाइबर ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान कोर में एक दिशात्मक तनाव बनाया जा सकता है। तनाव लागू करने वाले भागों (एसएपी) के आकार के आधार पर,पीएम फाइबर को या तो "पांडा" या "बोटी" प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पीएम फाइबर अनिवार्य रूप से अत्यधिक द्विभंगकारी फाइबर हैं जो ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण मोड के बीच युग्मन को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालांकि,एक संकेत के ध्रुवीकरण राज्य को बनाए रखने के लिए एक पीएम फाइबर के लिए, इनपुट सिग्नल के ध्रुवीकरण या तो फाइबर की धीमी या तेज़ धुरी के साथ संरेखित किया जाना चाहिए। अन्यथा दोनों विघटित मोड उत्साहित हो जाएगा, और उनके बीच न्यूनतम ऊर्जा युग्मन के बावजूद,उनके सापेक्ष ऑप्टिकल चरणों अभी भी फाइबर गड़बड़ी से प्रभावित किया जाएगा, आउटपुट ध्रुवीकरण स्थिति को बनाए रखने से रोकता है।
इसलिए, ऑप्टिकल सिस्टम में पीएम फाइबर का उपयोग करते समय, इनपुट सिग्नल की ध्रुवीकरण स्थिति का सावधानीपूर्वक संरेखण महत्वपूर्ण है। अन्यथा आउटपुट ध्रुवीकरण स्थिरता के संबंध में,पीएम फाइबर मानक सिंगल-मोड फाइबर से खराब प्रदर्शन कर सकते हैं. पीएम फाइबर के साथ एक और चुनौती उन्हें जोड़ने और स्प्लिसिंग में कठिनाई है। जब दो पीएम फाइबर जोड़ते हैं, तो उनके द्विभंग अक्षों को पूरी तरह से संरेखित किया जाना चाहिए।गलत संरेखण इनपुट ध्रुवीकरण गलत संरेखण के रूप में एक ही समस्या पैदा करता हैपीएम फाइबर स्प्लाइसर, जो सटीक अक्ष घूर्णन और संरेखण प्रदान करते हैं, उनकी जटिलता के कारण पारंपरिक फाइबर स्प्लाइसर की तुलना में पांच गुना अधिक खर्च कर सकते हैं।
फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर (पीसीएफ), जिसे फोटोनिक बैंडगैप फाइबर के रूप में भी जाना जाता है, एक पूरी तरह से नए प्रकार के फाइबर का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें एक वेवगाइडिंग तंत्र पारंपरिक फाइबर से मौलिक रूप से अलग होता है।पीसीएफ में आमतौर पर अपने क्रॉस सेक्शन में कई आवधिक रूप से वितरित वायु छेद होते हैंपीसीएफ का प्रकाश-निर्देशन तंत्र फाइबर की अनुप्रस्थ दिशा में ब्राग अनुनाद प्रभाव पर निर्भर करता है,जिसका अर्थ है कि इसकी कम हानि वाली ट्रांसमिशन विंडो काफी हद तक बैंडगैप संरचना के डिजाइन पर निर्भर करती है.
बड़े-कोर-क्षेत्र पीसीएफ एक बड़े कोर क्षेत्र को बनाए रखते हुए असाधारण रूप से व्यापक तरंग दैर्ध्य खिड़की (जैसे, 750-1700 एनएम) में एकल-मोड संचालन की अनुमति देता है। खोखले-कोर पीसीएफ की तुलना में,बड़े कोर क्षेत्र के पीसीएफ कम नुकसान के साथ व्यापक खिड़कियां प्रदान करते हैंयद्यपि इसका गैर-रैखिक पैरामीटर मानक एसएमएफ से कम है, यह आमतौर पर खोखले-कोर पीसीएफ से बहुत अधिक है।
अत्यधिक गैर-रैखिक पीसीएफ, अपने बेहद छोटे ठोस कोर क्रॉस-सेक्शन के साथ, कोर में बहुत उच्च शक्ति घनत्व को सक्षम करता है। उदाहरण के लिए,λ0 = 710 एनएम पर शून्य-विसारण तरंग दैर्ध्य के साथ एक अत्यधिक गैर-रैखिक पीसीएफ का कोर व्यास 1 जितना छोटा हो सकता है.8 μm और गैर-रैखिक पैरामीटर γ > 100 W−1 km−1 ¥40 मानक SMF से अधिक है।इस प्रकार के पीसीएफ का उपयोग आम तौर पर गैर-रैखिक ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग अनुप्रयोगों जैसे पैरामीटर एम्पलीफिकेशन और सुपरकंटिन्यूम जनरेशन में किया जाता है।.
खोखले कोर वाले पीसीएफ हवा के कोर के माध्यम से प्रकाश संकेतों को निर्देशित करते हैं। उच्च अपवर्तक सूचकांक वाली ठोस डाइलेक्ट्रिक सामग्री की आवश्यकता वाले पारंपरिक तरंगों के विपरीत,क्लैडिंग में पीसीएफ की फोटोनिक बैंडगैप संरचना एक आभासी दर्पण के रूप में कार्य करती है जो प्रकाश तरंगों को हवा के कोर तक सीमित करती हैअधिकांश खोखले-कोर पीसीएफ में, 95% से अधिक ऑप्टिकल शक्ति हवा के माध्यम से यात्रा करती है, सिग्नल शक्ति और कांच सामग्री के बीच बातचीत को कम करती है।चूंकि हवा की गैर-रैखिकता सिलिकॉन से लगभग तीन परिमाण के आदेश कम है, खोखले-कोर पीसीएफ में बेहद कम गैर-रैखिकता दिखाई दे सकती है, जिससे यह उच्च-शक्ति वाले ऑप्टिकल संकेतों को प्रसारित करने के लिए उपयुक्त हो जाता है।
हालांकि, पीसीएफ को दो मुख्य चुनौतियों का सामना करना पड़ता हैः अपेक्षाकृत संकीर्ण ट्रांसमिशन विंडो (विशेष रूप से खोखले कोर पीसीएफ के लिए,आमतौर पर 200 एनएम के आसपास) वायु के कोर में सिग्नल ऊर्जा को सीमित करने वाले आवधिक संरचनाओं के मजबूत अनुनाद प्रभावों के कारणऔर अपेक्षाकृत उच्च क्षीणन मुख्य रूप से निर्माण दोषों के कारण होता है जो हवा के छेद की दीवार की खुरदराई को जन्म देता है।पीसीएफ में हवा/ग्लास इंटरफेस के विशाल क्षेत्र का मतलब है कि यहां तक कि मामूली सतह की रगड़पन भी महत्वपूर्ण फैलाव नुकसान का कारण बन सकती हैनतीजतन, पीसीएफ एक महंगी, उच्च अंत फाइबर प्रकार है जो ज्यादातर किलोमीटर के बजाय मीटर द्वारा बेचा जाता है।उनकी नाजुकता और हवा के छेद से होने वाली हैंडलिंग कठिनाइयां जो सतह उपचार को जटिल बनाती हैं, समापन, कनेक्शन और स्प्लिशिंग व्यापक स्वीकृति को और सीमित करते हैं।
हाल ही में, एक विशेष प्रकार के खोखले-कोर पीसीएफ को खोखले-कोर नेस्टेड एंटीरेज़ोनेंट नोडलेस फाइबर (एचसी-एनएएनएफ) कहा जाता है, जिसने उच्च गति वाले ऑप्टिकल ट्रांसमिशन के लिए वादा किया है।एचसी-एनएएनएफ की कोर संरचना में एक केंद्रीय वायु कोर के चारों ओर व्यवस्थित छिपे हुए सिलिका केशिकाओं के छह जोड़े होते हैंइस नेस्टेड डिजाइन से मोड क्षेत्र को हवा के कोर के मध्य क्षेत्र की ओर धकेलने में मदद मिलती है, जिससे सिलिका सामग्री के साथ बातचीत कम होती है और संभावित रूप से कमजोर होने में काफी कमी आती है।केशिका मोटाई के उचित डिजाइन के साथHC-NANF का कम हानि वाला बैंडविड्थ 1100-1600 एनएम तरंग दैर्ध्य खिड़की को कवर कर सकता है। बेहतर विनिर्माण तकनीकों ने पहले ही HC-NANF के क्षीणन को 0 तक कम कर दिया है।28 डीबी/किमीअंततः, चूंकि प्रकाश क्षेत्र न्यूनतम सिलिका बातचीत के साथ हवा के कोर में फैलता है,यदि विनिर्माण तकनीक में और सुधार होता है तो आंतरिक हानि मानक ठोस-कोर फाइबर की तुलना में बहुत कम हो सकती है.
खोखले-कोर फाइबर अतिरिक्त लाभ प्रदान करते हैंः नगण्य गैर-रैखिकता गैर-रैखिक गिरावट चिंताओं के बिना उच्च संकेत शक्ति की अनुमति देती है,और प्रकाश संकेत n≈1 से अपवर्तक सूचकांक में कमी के कारण मानक ठोस-कोर फाइबर की तुलना में लगभग 30% तेजी से फैलते हैं.47 से n≈1 तक, संचरण विलंबता को कम करने में मदद करता है। उच्च गति WDM संचरण प्रयोगों से पता चलता है कि HC-NANF वर्तमान SMF के लिए एक आशाजनक विकल्प बन सकता है।
प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ) एक कम लागत वाला विकल्प प्रदान करता है जो संभालना भी आसान है। पीओएफ कोर आमतौर पर पीएमएमए (पोलीमेथिल मेथैक्रिलैट), एक सामान्य राल से बने होते हैं,जबकि आवरण आमतौर पर कोर की तुलना में कम अपवर्तक सूचकांक के साथ फ्लोराइड पॉलिमर से बना होता हैपीओएफ के क्रॉस-सेक्शन डिजाइन सिलिका फाइबर की तुलना में अधिक लचीले होते हैं, जिससे विभिन्न कोर आकार और कोर/क्लेडिंग अनुपात की अनुमति मिलती है। उदाहरण के लिए, बड़े पीओएफ में,95% क्रॉस-सेक्शन प्रकाश संचरण के लिए कोर हो सकता है.
पीओएफ निर्माण के लिए सिसिका आधारित फाइबर के लिए आवश्यक महंगी एमओसीवीडी प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे कम लागत में योगदान होता है। जबकि सिसिका फाइबर दूरसंचार पर हावी हैं,पीओएफ को इसकी किफायती और लचीलेपन के कारण लागत-संवेदनशील क्षेत्रों में बढ़ते अनुप्रयोग मिलते हैंपीओएफ कनेक्शन और स्थापना लागत विशेष रूप से कम है, जिससे यह फाइबर-टू-द-होम अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक है।
हालाँकि, POF का लगभग 0.25 dB/m का ट्रांसमिशन हानि सिलिका फाइबर से लगभग तीन परिमाण के आदेश अधिक है, जिससे लंबी दूरी के ऑप्टिकल ट्रांसमिशन को रोक दिया जाता है। अधिकांश POF मल्टीमोड हैं,उन्हें कम गति तक सीमित करना, लघु दूरी के अनुप्रयोग जैसे होम नेटवर्क, ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट, ऑटोमोटिव नेटवर्क और लचीले प्रकाश / उपकरण समाधान।
