Glasfasern sind Kernkomponenten moderner Kommunikationstechnologie, Sensortechnologie und Lasertechnologie. Ihr Durchmesser ist nicht nur ein wichtiger Indikator für die Lichtleitfähigkeit, sondern beeinflusst auch maßgeblich die Übertragungseffizienz, die Benutzerfreundlichkeit von Fusionsspleißvorgängen und die Zuverlässigkeit technischer Anwendungen. Der Durchmesser von Glasfasern variiert stark, von Mikron bis Millimeter, und jede Spezifikation hat einen bestimmten Anwendungszweck. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über mehrere Haupttypen von Glasfasern, klassifiziert nach Durchmesser.
Mikro-/Nanofaser
Wie der Name schon sagt, ist sein Durchmesser sehr klein, normalerweise im Mikrometer- (μm) bis Hundert-Nanometer-Bereich (nm), also nahe oder kleiner als die Wellenlänge des übertragenen Lichts. Diese Eigenschaft verleiht ihm eine extrem hohe optische Feldbegrenzung und bemerkenswerte Eigenschaften bei der schnellen Wellenübertragung, was ihn zu einem Favoriten im Bereich der Sensorik macht. Bei der Gas-, Winkelgeschwindigkeits-, biologischen und Temperatursensorik zeigen Mikro-Nano-Lichtwellenleiter eine außerordentliche Empfindlichkeit und Präzision. Gleichzeitig sind sie einzigartig und haben große potenzielle Anwendungsaussichten in der optischen Nahfeldkopplung im Nanomaßstab, der nichtlinearen Optik und der Atomoptik.
Mikro-Nano-Lichtwellenleiter und ihre Anwendungen
Optische Faser mit feinem Durchmesser Kleiner oder gleich 80 μm
Der Durchmesser überschreitet normalerweise nicht 80 μm, mit ausgezeichneter Biegefestigkeit, während gleichzeitig eine hohe Informationsübertragungseffizienz aufrechterhalten werden kann. Im Streben nach Verdichtung und Miniaturisierung von Geräten werden optische Fasern mit kleinem Durchmesser häufig in den Bereichen Kommunikation, Sensorik und Medizin eingesetzt. Ob es sich um hochdichte Glasfaserkabelsysteme, Fiber-to-the-Home-Projekte (FTTH), Glasfaserringgeräte in miniaturisierten Glasfasergyroskopen oder sogar Endoskope und Glasfaserskalpelle in medizinischen Geräten handelt, Sie können ihre Figur sehen.
Vorspannungserhaltende Glasfasern mit kleinem Durchmesser und Glasfasern mit Standarddurchmesser, die hauptsächlich in den Bereichen Kommunikation und Sensorik verwendet werden
Faser mit Standarddurchmesser 125 μm
Das heißt, Glasfasern mit einem Manteldurchmesser von 125 μm sind der Eckpfeiler der Glasfaserkommunikation. Sie bieten eine ausgewogene Balance zwischen Übertragungseffizienz, Herstellungskosten und einfacher Installation und werden häufig zum Aufbau großer Glasfaserkommunikationsnetze verwendet, die das Rückgrat der Internetinfrastruktur bilden. Ob Fernkommunikation über Ozeane oder Breitbandzugang innerhalb von Städten – mit ihrer effizienten und stabilen Leistung erfüllen sie den dringenden Bedarf der Gesellschaft an schneller und qualitativ hochwertiger Datenübertragung.
Glasfaser mit großem Durchmesser 125 μm – 500 μm
Wird auch als Faser mit großem Kerndurchmesser bezeichnet. Ihr Kerndurchmesser ist erheblich größer als bei Standard-Glasfasern, wodurch die thermischen und nichtlinearen Effekte der Laserübertragung wirksam reduziert werden. Daher können sie ihre Stärken bei der Übertragung von Hochleistungslasern oder speziellen optischen Bildgebungsanwendungen zeigen. Im Bereich der industriellen Laserverarbeitung und des Schweißens werden Hochleistungslaser verwendet, um effiziente und genaue Verarbeitungsvorgänge zu erreichen. Später kamen spezielle Fasern mit quadratischem, rechteckigem und achteckigem Kern auf den Markt, um eine räumliche Verteilung des Lichtfelds zu steuern und zu homogenisieren und so das Problem der Schäden durch die ungleichmäßige Ausgangsstrahlenergie bei der Verarbeitung herkömmlicher Glasfasern mit großem Kerndurchmesser zu lösen. Im medizinischen Bereich helfen Glasfasern mit großem Kerndurchmesser dabei, die Bildqualität von Endoskopen und Mikroskopen zu verbessern und ein klareres diagnostisches Sichtfeld zu bieten.
Verschiedene Arten von Glasfasern mit großem Durchmesser, die hauptsächlich im Bereich der Laserenergieübertragung eingesetzt werden
Rod-shaped optical fiber >500μm
Sein Durchmesser übersteigt bei weitem die Kategorie der herkömmlichen Glasfasern, nämlich mehrere Millimeter oder sogar Dutzende Millimeter. Es handelt sich um eine Spezialfaser, die für die Übertragung von Hochleistungslasern entwickelt wurde. Seine starke Energietragfähigkeit gewährleistet die Qualität und Stabilität des Lasers im Übertragungsprozess und ist zu einem unverzichtbaren Grundmaterial für die industrielle Laserverarbeitung und groß angelegte wissenschaftliche Forschungsexperimente geworden. Derzeit ist die in Europa und den USA hergestellte stabförmige Ytterbium-Photonenkristallfaser auf dem Inland mit einem Embargo belegt.
Frühe ytterbiumdotierte stabförmige photonische Kristallfaser, der Außendurchmesser beträgt 1,5 mm, der ytterbiumdotierte Kern ist 60 µm
Die Wahl des Faserdurchmessers erfolgt auf Grundlage sorgfältiger Überlegungen zu den spezifischen Anwendungsszenarien und Anforderungen. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wird sich die Glasfasertechnologie weiterentwickeln und weitere Überraschungen und Veränderungen für die menschliche Gesellschaft mit sich bringen.
