Potencialne uporabe PCF v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni vključujejo predvsem dva vidika: prenosna vlakna in optične naprave. Glavna točka PCF kot prenosnega vlakna je izboljšati proizvodni postopek in zmanjšati izgubo vlaken. Glavna točka PCF kot optične naprave je prilagoditi velikost PCF, da dosežemo zahtevano zmogljivost naprave PCF.
Kot vsi vemo, naj bo kot optični medij za prenos signala G. Vlakna 652 in PCF morajo zadoščati za majhne izgube, majhno disperzijo in nizke nelinearne učinke. Enako kot mehanizem izgube G.652, izguba PCF v glavnem prihaja iz absorpcije in sipanja. Poleg tega zaradi posebnosti strukture PCF seveda prinaša nekatere posebne vire izgub, kot so izgube uhajanja v načinu in izgube strukturnih napak. Tabela 1 prikazuje vire izgube PCF.
Sprejeti so bili številni ukrepi za zmanjšanje izgube PCF, ki vključujejo predvsem (1) izboljšanje čistosti jedra / obloge; (2) sprejetje postopka za zmanjšanje onesnaževanja cevi za obloge; (3) z razumno zasnovo razmerja polnjenja zraka / zrak Število lukenj za zmanjšanje načina uhajanja.
PCF ima značilnosti nizke izgube, majhne razpršenosti in nizkega nelinearnega učinka, zato je njegova uporaba na področju komunikacije z optičnimi vlakni zelo obetavna, zlasti za komunikacijske sisteme na dolge razdalje. Z nenehnim izboljševanjem metod oblikovanja in proizvodnih procesov PCF postaja zmogljivost PCF vedno bolj popolna. Zlasti K. Z razumno zasnovo strukturnih parametrov, kot sta premer zračne luknje d in razmik zračne luknje r, pa tudi razmerje d / r, Tajima et al. ne samo zmanjša oslabitev PCF, ampak tudi izboljša disperzijo in učinkovitost disperzije PCF. Zdaj je PCF vstopil v eksperimentalno raziskovalno fazo prenosa komunikacijskega sistema optičnih vlaken v laboratoriju.
Na Svetovni konferenci o komunikaciji z optičnimi vlakni (OFC) v začetku leta 2003 je laboratorij za dostop do omrežja K. Telegraph and Telephone Company (NTT). Tajima et al. poročali, da so razvili izjemno nizko dušenje PCF dolge dolžine z dušenjem 0,37 dB / km. PCF ima popolne enojne značilnosti, razpoložljivo delovno območje valovnih dolžin pa je 0,458-1,7 μm.
Raziskovalna skupina C. Peucheret in sod. uporabil 5,6 km PCF linije za izvedbo poskusa prenosa 40 Gbit / s z delovno valovno dolžino 1550 nm. Učinkovita površina PCF, uporabljena v tem eksperimentalnem sistemu, je 72 kvadratnih& mu; m, dušenje je 1,7 dB / km, disperzijski koeficient pa 32 ps / (km. nm). Poskusi kažejo, da kadar se PCF uporablja kot medij za prenos optičnega signala, zmogljivost sistema ni poslabšana. V primerjavi z optičnimi vlakni G.652 je največja prednost PCF ta, da je pri predpostavki zagotavljanja majhnega disperzijskega koeficienta polarizacijskega načina koeficient disperzije, efektivna površina in nelinearnost koeficient lahko prilagodljivo zasnovan.
Kot smo že omenili, je PCF sam po sebi dobra vlakna za kompenzacijo disperzije. S prilagodljivim oblikovanjem treh značilnih strukturnih parametrov PCF: premer sredice, premer zračne luknje za oblogo in razmik zračnih lukenj za obloge lahko dobimo veliko pozitivno disperzijo ali veliko negativno disperzijo ali zelo širok pas ravnosti Disperzivni PCF. Zlasti fleksibilna energija PCF za upravljanje pasovne širine pri kompenzaciji učinkovitosti disperzije in disperzije je nekajkrat večja od energije optičnih vlaken G.652. Zato ima PCF odlične lastnosti kompenzacije disperzije in obljublja, da bo nadomestil običajna vlakna za kompenzacijo disperzije in postal nova generacija vlakna za kompenzacijo disperzije.
Ker je razlika indeksa loma jedra / obloge navadnega vlakna za kompenzacijo disperzije majhna (1,45 / 1,3), je njegova sposobnost kompenzacije disperzije slaba. Razlika jedra / obloge PCF je velika (1,45 / 1), zato ima PCF močno sposobnost kompenzacije disperzije. Raziskovalci na univerzi Tsinghua so teoretično izračunali disperzijsko vrednost PCF. Pri izračunu izbrani parametri strukture PCF so: razmik zračne luknje je 0,8 m; razmerje med premerom zračne luknje in razmikom zračne luknje je 0,835.
Izračunano je, da je disperzijska vrednost PCF pri 1,55& mu; m lahko doseže -2050 ps / (km. nm), kar lahko kompenzira 120-kratno dolžino vlaken G.652 (17 ps / (km. nm)) in 240-kratno dolžino vlaken G.655 (8,2 ps / (km) (nm)), kar močno skrajša dolžino vlakna za kompenzacijo disperzije. Zato bo imela funkcija kompenzacije disperzije PCF veliko uporabno vrednost v sistemih WDM za visoke hitrosti, velike zmogljivosti in dolge razdalje.
PCF lahko tvori optični laser in ojačevalnik. Razlog je v tem, da s prilagoditvijo premera in razmika zračnih lukenj v oblogi PCF s površino polja načina 1-1000 mu; m2 je mogoče prilagodljivo oblikovati, s čimer je PCF učinkovitejši pri razvoju optičnih ojačevalnikov. Vlakno G.652 ima več prednosti.
Aplikacije, povezane s komunikacijo s PCF in optičnimi vlakni, ki so dosegle napredek pri raziskavah, vključujejo: pretvorbo optičnih valovnih dolžin, Ramanove ojačevalnike, optične solitonske laserje, optične rešetke in generatorje kontinuuma.
