Temeljno načelo
Vlakno brez jedra je skrajna oblika stop-indeks vlakna, kjer je jedro odstranjeno, celotno vlakno pa je izdelano iz čistega materiala za oblogo (silicijev dioksid). Ker je njegov lomni količnik enakomeren, ne more voditi svetlobe prek popolnega notranjega odboja. Posledično se svetloba, ki se širi skozi CLF, hitro širi zaradi uklona. Ni primeren za-prenos na dolge razdalje. Vendar pa je ravno ta "razhajajoča se" narava v kombinaciji s čisto materialno sestavo in izjemnimi zmožnostmi nadzora valovne fronte tista, zaradi katere je tako dragocen v specializiranih aplikacijah.
Ključne značilnosti in prednosti
Razširitev in kolimacija žarka: Žarek iz standardnega eno-načinskega vlakna se razcepi takoj, ko vstopi v odsek brez jedra, in deluje kot miniaturni razširjevalnik žarka-na osnovi vlaken. To je ključnega pomena za zmanjšanje gostote moči na konektorjih ali pri izstrelitvi v-optiko prostega vesolja, preprečevanje poškodb in izboljšanje kolimacije.
Način-Prosto in disperzija-Manjše širjenje: odsotnost jedra pomeni, da ne podpira vodenih načinov. Svetloba se širi na prostorsko-prostorski način, s čimer se odpravi modalna disperzija in modalni šum, ki je lasten večmodnim vlaknom. Odlično ohranja kakovost valovne fronte vhodnega žarka.
Visoka čistost in nizka nelinearnost: izdelan je iz čistega silicijevega dioksida z minimalnimi nečistočami in ima majhne izgube zaradi sipanja. Velik premer žarka drastično zmanjša gostoto optične moči in tako zatre nelinearne učinke (kot je stimulirano Ramanovo/Brillouinovo sipanje). To mu omogoča učinkovito obvladovanje visokih optičnih moči brez spektralnih popačenj ali poškodb.
Vsestranskost za fazni in polarizacijski nadzor: zaradi enotnega medija je idealna platforma za izdelavo-naprav z optičnimi vlakni, kot so zelo občutljiva zrcala z zankami vlaken ali krmilniki polarizacije (depolarizatorji).
Primarna področja uporabe
Fiber End-Caps: To je najbolj razširjena uporaba. Fusion-spojen na konec vlakna, ki oddaja visoko{3}}močno lasersko svetlobo, CLF razširi izhodni žarek in drastično zmanjša gostoto moči na končni-celi. To učinkovito preprečuje toplotne poškodbe in opekline ter zagotavlja zanesljivost visoko{6}}laserskih sistemov.
Optični vmesnik in kolimacija: kot miniaturiziran razširjevalnik žarka se CLF uporablja na vmesniku med vlaknom in optiko-prostorskega prostora. Pretvori divergentni žarek v bolj kolimiranega, s čimer izboljša učinkovitost spajanja in toleranco poravnave z lečami ali drugimi vlakni.
Optični-senzorji z vlakni: V interferometričnih senzorjih Fabry-Pérot se segment CLF pogosto uporablja za oblikovanje votline z nizko-finostjo z eno-načinovnim vlaknom za merjenje temperature, tlaka in napetosti. Njegova -lastnost širjenja snopa izboljša interakcijo z zunanjim okoljem in tako poveča občutljivost. Je tudi ključna komponenta v nekaterih vrstah interferometrov (npr. ogledala z zanko).
Pretvornik premera polja načina: s spajanjem segmenta CLF med vlakna z različnimi velikostmi jedra je mogoče ustvariti GRIN{0}}podobno prehodno območje. To se učinkovito ujema s premeri polja načina, kar znatno zmanjša izgubo pri spajanju, na primer med eno-načinskim vlaknom in vlaknom z veliko-način-površino ali fotonsko kristalnim vlaknom.
Nelinearna optika in biofotonika: zaradi svoje nizke nelinearnosti je idealen za oddajanje femtosekundnih impulzov z visoko-konico-močjo z minimalnim popačenjem impulza. Pri biomedicinskem slikanju se sonde CLF uporabljajo v endoskopski optični koherentni tomografiji (OCT), da zagotovijo večje vidno polje in enakomernejšo osvetlitev.
Zaključek
Vlakna brez jedra ponazarjajo inženirsko filozofijo, da je "preprostost ključna." Z opustitvijo zapletene notranje strukture izkorišča čistost materiala in dosledne fizikalne lastnosti, da ustvari edinstveno in nenadomestljivo nišo pri upravljanju moči, zaznavanju, medsebojnem povezovanju in natančnem merjenju. To ni le funkcionalna komponenta, temveč omogoča tehnologija, ki še naprej omogoča inovacije v fotoniki.