Tahkete{0}}tuumakiudude laserülekandel on raske üheaegselt säilitada kiiret kõrget kvaliteeti ja suurt võimsust, mis piirab tõsiselt selle tööstuslikku rakendust. Hiljuti saavutas riikliku kaitsetehnoloogiaülikooli Nanhu valguslabori uurimisrühm koostöös asjaomaste institutsioonidega õõneskiudude-tuumakiudu kasutades esimese-tõhusa ja stabiilse 2kW suure-võimsusega laseri kiudoptilise ülekande ülipika vahemaa, 2,45 km kaugusel. See läbimurre tähistab suure{10}}võimsusega, kaug{11}}õõneskiu kaudu toimuva energiaülekande üleminekut teoreetiliselt uurimiselt praktilisele insenerirakendusele.
Viimastel aastatel on nõudlus suure võimsusega laserite{0}}paindliku ja pikamaa{1}}edastuse järele märkimisväärselt kasvanud. Kuid traditsioonilised tahked-südamikukiud suudavad edastada ainult 5 kW võimsust üle 20 meetri ja edastuskaugus kahaneb vaid 3 meetrini 8 kW-võimsusel, mis on tööstusnõuetest kaugel. Võrreldes tahkete{10}südamikukiududega pakuvad õõneskiud{11}}eeliseid, nagu madal latentsusaeg, väike kadu ja madalad mittelineaarsed koefitsiendid. Olemasolevad suure võimsusega-laserülekandesüsteemid, mis kasutavad õõneskiude{14}}toetuvad aga peamiselt optilistele komponentidele, nagu läätsed, muutes need vastuvõtlikuks keskkonnamõjudele ja tulemuseks on halb stabiilsus. Seetõttu on täielikult kiud{16}}sidestatud tehnoloogia väljatöötamine peamine viis stabiilsete, kompaktsete ja praktiliste õõnes{17}}kiudlasersüsteemide ehitamiseks.
Doktor Shi Jing, töö esimene autor, selgitas, et tõeliselt stabiilse ja tõhusa "kõik-kiud" süsteemi saavutamiseks kavandas meeskond viie-toru topelt-pesastusega anti-resonantse õõnes-tuumakiu, mille režiim-väli sobis tahke-tuumakiuga. Simulatsiooni optimeerimise abil määrasid nad optimaalsed struktuuriparameetrid ja tõmbasid edukalt üli-madala-kaoga õõneskiu{11}}. Meeskond ületas väljakutsed kvarts- ja õõneskiudude vahelise väikese-kaoga liitmise, režiimivälja sobitamise ja suure{15}}võimsusega kiu otste{16}}kattetehnoloogia vallas. Nad saavutasid maailmas esimese kaug-suure{19}}võimsusega laseredastuse läbi kõik-kiudõõnes-südamiku struktuuri, säilitades peaaegu-difraktsiooni-piiratud kiire kvaliteedi. Nii edastatav võimsus kui ka kaugus esindavad rahvusvaheliselt kõrgeimat taset.
"Kuigi 2,45-kilomeetrist edastuskaugust piiravad praegu saadaolevad kiu pikkused, sillutab väljatöötatud tehnoloogia teed tulevaseks tõhusaks laseredastuseks veelgi suurematel vahemaadel," ütles Shi Jing.
Vastav autor Chen Zilun märkis, et võrreldes traditsiooniliste tahkete{0}}tuumakiududega pikendab ülimadala-kaoga õõneskiud-tuumkiud efektiivset paindlikku edastuskaugust kahe suurusjärgu võrra. See läbimurre pakub tehnilist tuge pika-paindliku laseredastuse insenerirakendustele tööstuslikes tingimustes, millel on lai potentsiaal mitmes valdkonnas. Näiteks tööstuslikus töötlemises võib kaugjuhitav paindlik laseredastus suurendada vahemaad operaatorite ja ohtlike töötsoonide vahel, suurendades oluliselt tööohutust. Teadusuuringutes võivad õõneskiud kiirgusrõhu kaudu osakesi kinni püüda ja kiirendada, võimaldades arendada uudseid "lendavate osakeste andureid", mis töötavad kilomeetri{9}mõõtmetega.
"Kuigi õõneskiu kulud ületavad praegu tavapäraste kiudude kulusid, tuleneb see peamiselt selle tekkivast industrialiseerimise faasist, mida iseloomustavad keerulised tootmisprotsessid ja ruumi saagikuse parandamiseks. Tehnoloogia küpsedes suureneb tootmismaht ja ülesvoolu -allavoolu tööstusahelad arenevad sünergistlikult, õõnes-südamikuga seotud kulud suunatakse eeldatavasti allapoole kiudude suunda. laiaulatuslik-juurutamine konkreetsetes-väärtuslike rakendustes. Chen Zilun märkis, et uurimisrühm optimeerib veelgi kiudude struktuure, suurendab sidumise tõhusust, suurendab ülekandevõimsust ja kaugust ning uurib laiemaid rakendusstsenaariume.
