De potentielle anvendelser af PCF i kommunikationssystemer med optiske fibre omfatter hovedsageligt to aspekter: transmissionsfibre og optiske enheder. Hovedpointen med PCF som transmissionsfiber er at forbedre fremstillingsprocessen og reducere tabet af fiberen. Hovedpointen med PCF som en optisk enhed er at justere størrelsen på PCF'en for at opnå den krævede ydeevne for PCF-enheden.
Som vi alle ved, som et optisk signaltransmissionsmedium, uanset om det er G. Både 652 fiber og PCF skal tilfredsstille lavt tab, lille spredning og lave ikke-lineære effekter. Samme som G.652 tabsmekanisme, PCF-tab kommer hovedsageligt fra absorption og spredning. Derudover bringer det naturligvis nogle specielle tabskilder på grund af PCF-strukturens særlige karakter, såsom mode lækage tab og strukturelt defekt tab. Tabel 1 viser tabskilderne til PCF.
En række foranstaltninger er blevet truffet for at reducere tabet af PCF, primært inklusive (1) forbedring af renheden af kerne / beklædningsmateriale; (2) vedtagelse af en proces til reduktion af forurening af beklædningsrøret; (3) gennem rimelig udformning af luftfyldningsforhold / luft Antallet af huller til reduktion af lækagetilstand.
PCF har kendetegnene ved lavt tab, lille spredning og lav ikke-lineær effekt, hvilket gør dets anvendelse inden for optisk fiberkommunikation meget lovende, især for langdistancekommunikationssystemer. Med den løbende forbedring af PCF-designmetoder og fremstillingsprocesser bliver PCF-ydeevnen mere og mere perfekt. Især K. Gennem rimelig konstruktion af strukturelle parametre, såsom lufthullsdiameter d og lufthulafstand mellem r, såvel som d / r-forholdet, Tajima et al. reducerer ikke kun dæmpningen af PCF, men forbedrer også dispersionen og dispersionseffektiviteten af PCF. Nu er PCF kommet ind i det eksperimentelle forskningsstadium for transmission af optiske fiberkommunikationssystemer i laboratoriet.
På World Optical Fiber Communication Conference (OFC) i begyndelsen af 2003 fik K. Telegraph and Telephone Company (NTT) adgang til netværkets forretningssystemlaboratorium. Tajima et al. rapporterede, at de udviklede en ultra-lav dæmpning, lang længde PCF med en dæmpning på 0,37 dB / km. PCF har komplette single-mode karakteristika, og det tilgængelige bølgelængdeområde er 0,458-1,7μm.
Forskningsteamet af C. Peucheret et al. brugte en 5,6 km PCF-linje til at udføre et transmissionseksperiment på 40 Gbit / s med en arbejdsbølgelængde på 1550 nm. Det effektive område af PCF anvendt i dette eksperimentelle system er 72 kvadrat& mu; m, dæmpningen er 1,7 dB / km, og spredningskoefficienten er 32 ps / (km. nm). Eksperimenter viser, at når PCF bruges som et optisk signaltransmissionsmedium, nedbrydes systemets ydeevne ikke. Sammenlignet med G.652 fiber er den største fordel ved PCF, at under forudsætning af at sikre en lille polarisationsmodus dispersionskoefficient, er dispersionskoefficienten, effektiv areal og ikke-linearitet Koefficienten kan designes fleksibelt.
Som nævnt ovenfor er PCF i sig selv en god dispersionskompensationsfiber. Ved fleksibelt at designe de tre karakteristiske strukturelle parametre for PCF: kernediameter, beklædningens lufthullsdiameter og klædningens lufthulafstand, kan vi opnå en stor positiv dispersion eller en stor negativ dispersion eller et meget bredt bånd af fladhedsdispersiv PCF. Især er den fleksible dispersions- og dispersionseffektivitetskompensationsbåndbreddestyringsenergi for PCF flere gange større end for G.652-fiber. Derfor har PCF fremragende dispersionskompensationsydelse og lover at erstatte almindelig dispersionskompensationsfiber og blive en ny generation af dispersionskompensationsfiber.
Fordi kerne / beklædningens brydningsindeksforskel for almindelig dispersionskompensationsfiber er lille (1,45 / 1,3), er dens dispersionskompensationsevne dårlig. Kerne- / beklædningsforskellen på PCF er stor (1,45 / 1), så PCF har en stærk dispersionskompensationsevne. Forskere ved Tsinghua University beregnede teoretisk dispersionsværdien af PCF. PCF-strukturparametrene, der er valgt i beregningen, er: afstanden til lufthullet er 0,8 m; forholdet mellem lufthullets diameter og lufthullets afstand er 0,835.
Det beregnes, at dispersionsværdien af PCF ved 1,55& mu; m kan nå -2050 ps / (km. nm), hvilket kan kompensere 120 gange længden af G.652 fiber (17 ps / (km. nm)) og 240 gange længden G.655 fiber (8.2 ps / (km (nm)), som forkorter længden af dispersionskompensationsfibren kraftigt. Derfor vil dispersionskompensationsfunktionen af PCF have stor anvendelsesværdi i højhastigheds-, storkapacitets- og langdistance-WDM-systemer.
PCF kan udgøre fiberlasere og fiberforstærkere. Årsagen er, at ved at justere diameteren og afstanden mellem lufthullerne i beklædningen, PCF med et tilstandsfeltareal på 1-1000 mu; m2 kan designes fleksibelt, hvilket gør PCF mere effektiv i udviklingen af fiberlasere og optiske forstærkere. G.652 fiber har flere fordele.
PCF- og optiske fiberkommunikationsrelaterede applikationer, der har gjort forskningsfremskridt, inkluderer: optisk bølgelængdekonvertering, Raman-forstærkere, optiske solitonlasere, fibergitre og kontinuumgeneratorer.
