Сердцевина волокна — это область, в которой проходит свет, т. е. она отвечает за волноводный эффект. Обычно ядро ​​представляет собой область со слегка повышенным показателем преломления, полученную не за счет использования совершенно другого стекла, а за счет легирования стекла каким-либо материалом, повышающим показатель преломления. В случае кварцевых волокон типичными добавками, повышающими показатель преломления, являются германий (GeO2, германосиликатные волокна), пятиокись фосфора (P2O5, фосфосиликат) и оксид алюминия (Al2O3, алюмосиликат). В качестве альтернативы или в дополнение индекс покрытия может быть снижен, например, легированием фтором или оксидом бора (B2O3). Агенты, снижающие индекс, также могут использоваться в активной зоне, если другие необходимые легирующие примеси делают разницу индекса слишком высокой.

Для активных световодов, т. е. для световодов, которые можно использовать для волоконных усилителей или лазеров, требуются дополнительные легирующие примеси. Почти во всех случаях эти легирующие примеси содержат ионы редкоземельных элементов, такие как Er3+ (эрбий), Yb3+ (иттербий) или Nd3+ (неодим). В дополнение к этим ионам часто используются другие ингредиенты, например, для уменьшения эффектов тушения или фотозатемнения.

Волноводные свойства определяются профилем показателя преломления, т. е. увеличением показателя преломления в сердцевине по сравнению с оболочкой. Для профилей со ступенчатым индексом числовая апертура и число V являются часто используемыми параметрами.

Хотя сердцевина волокна для большинства волокон осесимметрична, существуют способы нарушения этой симметрии, например, путем использования эллиптической сердцевины и/или введения асимметричных структур вокруг сердцевины. Это может привести к сильному двойному лучепреломлению (→ волокна, сохраняющие поляризацию ) и даже к поляризационно-зависимому направлению (→ волокна с одной поляризацией).

В большинстве случаев сердцевина волокна расположена в центре поперечного сечения волокна, поскольку это облегчает сварку, запуск света, использование коннекторов и других соединений волокон и т. д. Однако для волокон с двойной оболочкой это может быть очень выгодно использовать сердцевину со смещенным центром, потому что это может существенно улучшить поглощение накачки. В редких случаях используются волокна со спиральным сердечником, где сердечник наматывается вокруг оси волокна.

Волокно с большой сердцевиной представляет собой оптическое волокно, имеющее относительно большую сердцевину волокна. Это может быть многомодовое или одномодовое волокно.

Многомодовые волокна с большой сердцевиной

Многомодовые волокна с большой сердцевиной имеют диаметр сердцевины, который значительно превышает обычно используемые 50 мкм или 62,5 мкм телекоммуникационных волокон , например, 100 мкм или даже 400 мкм. Сердцевина часто ненамного меньше оболочки волокна (см. рис. 1). Диаметр оболочки может существенно превышать обычные 125 мкм, чтобы получить сердцевину еще большего размера. В этом случае число мод направленного волокна обычно очень велико.

Проектирование крупномодового многомодового волокна с диаметром сердцевины 105 мкм и диаметром оболочки 125 мкм.

Часто такие волокна имеют сердцевину волокна из чистого кремнезема (а не, например, сердцевину из германосиликата) и оболочку волокна с несколько пониженным показателем преломления , например, достигнутым с помощью легирования фтором. Однако для реализации высокой числовой апертуры все же можно использовать волокна с германосиликатной сердцевиной.

Типичными применениями многомодовых волокон с большой сердцевиной являются пассивная передача света, например, в контексте освещения, лазерной обработки материалов или оптической накачки твердотельных лазеров .

Одномодовые волокна с большой сердцевиной

Если волокно с большой сердцевиной является одномодовым волокном , оно также имеет большую эффективную площадь моды . Здесь термин « волокно с большой площадью моды» является более распространенным и более подходящим, поскольку большая площадь моды является особенно важным свойством: оно приводит к уменьшению нелинейных эффектов в сочетании с высоким качеством луча .

Сравнение голых (непокрытых) волокон со стандартным размером сердцевины (например, диаметром 8 мкм) и большой сердцевиной (диаметром 50 мкм).

Для этих волокон большого диаметра нам нужно использовать сварочный аппарат LDF для сращивания, такой как Fujikura 100M, Shinho S-27 LDF и т. Д.