Laserlähetyksen kiinteissä{0}}ydinkuiduissa on vaikeuksia säilyttää samanaikaisesti korkea säteen laatu ja suuri teho, mikä rajoittaa huomattavasti sen teollisia sovelluksia. Äskettäin National University of Defense Technologyn Nanhun valolaboratorion tutkimusryhmä sai aikaan yhteistyössä asiaankuuluvien laitosten kanssa ensimmäisen-tehokkaan ja vakaan 2kW:n suuritehoisen-kuituisen laserin ultra--pitkän 2,45 kilometrin matkan ontto{{8}ydinkuitua käyttäen. Tämä läpimurto merkitsee suuren-tehokkaan-pitkän matkan energiansiirron siirtymistä ontto{12}}ydinkuidun kautta teoreettisesta tutkimisesta käytännön suunnittelusovellukseen.
Viime vuosina suuritehoisten lasereiden joustavan{0}}pitkän matkan-lähetyksen kysyntä on kasvanut merkittävästi. Perinteiset kiinteät -ydinkuidut voivat kuitenkin siirtää vain 5 kW tehoa 20 metriin, ja lähetysetäisyys putoaa vain 3 metriin 8 kW:lla{8}}, joka on kaukana teollisuuden vaatimuksista. Kiinteisiin -ydinkuiduihin verrattuna ontot{11}}ydinkuidut tarjoavat etuja, kuten alhaisen latenssin, pienen häviön ja alhaiset epälineaariset kertoimet. Kuitenkin olemassa olevat suuritehoiset{13}}laserlähetysjärjestelmät, joissa käytetään onttoja{14}}ydinkuituja, perustuvat ensisijaisesti optisiin komponentteihin, kuten linsseihin, mikä tekee niistä herkkiä ympäristön vaikutuksille ja heikentää vakautta. Tästä syystä täysin kuitu{16}}kytketyn teknologian kehittäminen on avaintie vakaiden, kompaktien ja käytännöllisten onttojen{17}}kuitulaserjärjestelmien rakentamiseen.
Tohtori Shi Jing, paperin ensimmäinen kirjoittaja, selitti, että saavuttaakseen todella vakaan ja tehokkaan "kaikki-kuitujärjestelmän" tiimi suunnitteli viisi-putken kaksinkertaisen-sisäisen anti-resonanssin onton-ydinkuidun, jossa tila-kenttä sovitettiin kiinteään-ydinkuituun. Simulaatiooptimoinnin avulla he määrittelivät optimaaliset rakenneparametrit ja vetivät onnistuneesti erittäin-pienihäviöisen ontto{11}}ydinkuidun. Tiimi selvisi haasteista, jotka liittyvät vähähäviöiseen kvartsin ja onttojen{14}}ydinkuitujen yhdistämiseen, tilakenttien yhteensovitukseen ja tehokkaaseen kuitupään{16}}suojaustekniikkaan. He saavuttivat maailman ensimmäisen pitkän-etäisyyden suuritehoisen{19}}laserlähetyksen kokonaan-kuidun onton{21}}ydinrakenteen kautta säilyttäen lähes-diffraktion-rajoitetun säteen laadun. Sekä lähetysteho että etäisyys edustavat korkeinta tasoa kansainvälisesti.
"Vaikka 2,45 kilometrin lähetysetäisyyttä rajoittavat tällä hetkellä saatavilla olevat kuitujen pituudet, kehitetty tekniikka tasoittaa tietä tulevalle tehokkaalle laserlähetykselle vielä pitemmillä etäisyyksillä", sanoi Shi Jing.
Vastaava kirjoittaja Chen Zilun huomautti, että verrattuna perinteisiin kiinteisiin-ydinkuituihin ultra-pieni-häviöinen ontto-ydinkuitu pidentää tehokasta joustavaa lähetysetäisyyttä kahdella suuruusluokkalla. Tämä läpimurto tarjoaa teknistä tukea pitkän matkan -joustavien laserlähetysten suunnittelusovelluksiin teollisissa olosuhteissa, ja se tarjoaa laajan potentiaalin useilla aloilla. Esimerkiksi teollisessa prosessoinnissa joustava laserlähetys voi lisätä käyttäjien ja vaarallisten työalueiden välistä etäisyyttä, mikä parantaa merkittävästi käyttöturvallisuutta. Tieteellisessä tutkimuksessa ontot -ydinkuidut voivat vangita ja nopeuttaa hiukkasia säteilypaineen avulla, mikä mahdollistaa uusien "lentävien hiukkasten anturien" kehittämisen, jotka toimivat kilometrimitoissa.
"Vaikka onton{0}}ydinkuidun kustannukset ylittävät tällä hetkellä tavanomaisten kuitujen hinnat, tämä johtuu ensisijaisesti sen syntymästä teollistumisvaiheesta, jolle on ominaista monimutkaiset valmistusprosessit ja mahdollisuus parantaa tuottoa. Teknologian kypsyessä tuotanto laajenee ja tuotantoketjut kehittyvät synergistisesti, onttoja-joiden kuitusuuntaisten kustannusten odotetaan suuntautuvan alaspäin. laajamittainen-käyttöönotto tietyissä arvokkaissa{5}}sovelluksissa." Chen Zilun totesi, että tutkimusryhmä aikoo edelleen optimoida kuiturakenteita, parantaa kytkentätehokkuutta, lisätä lähetystehoa ja etäisyyttä sekä tutkia laajempia sovellusskenaarioita.
