Laserski prijenos u vlaknima čvrste-jezgre bori se da istovremeno održi visoku kvalitetu zrake i veliku snagu, ozbiljno ograničavajući njegovu industrijsku primjenu. Nedavno je istraživački tim iz Laboratorija za svjetlo Nanhu pri Nacionalnom sveučilištu za obrambenu tehnologiju, u suradnji s relevantnim institucijama, postigao prvi-ikad učinkovit i stabilan prijenos putem svih-vlakana lasera od 2kW velike-snage na ultra-velikoj udaljenosti od 2,45 kilometara pomoću vlakna sa šupljom-jezgrom. Ovo otkriće označava prijelaz prijenosa energije velike-snage na velike-udaljenosti putem šupljih vlakana-jezgre iz teorijskog istraživanja u praktičnu inženjersku primjenu.
Posljednjih godina značajno je porasla potražnja za fleksibilnim,-prijenosom lasera-velike snage. Međutim, tradicionalna vlakna s čvrstom{3}}jezgrom mogu prenijeti samo 5kW snage preko 20 metara, a udaljenost prijenosa pada na samo 3 metra pri 8kW-daleko od industrijskih zahtjeva. U usporedbi s vlaknima s punom{10}}jezgrom, vlakna s-jezgrom šuplje nude prednosti kao što su niska latencija, mali gubici i niski nelinearni koeficijenti. Međutim, postojeći-laserski prijenosni sustavi velike-koristeći šuplja{14}}jezgrena vlakna primarno se oslanjaju na optičke komponente poput leća, što ih čini osjetljivima na utjecaje okoline i rezultira slabom stabilnošću. Stoga je razvoj potpuno fiber{16}}sprežene tehnologije ključni put za konstruiranje stabilnih, kompaktnih i praktičnih laserskih sustava -s vlaknima sa šupljom jezgrom.
Dr. Shi Jing, prvi autor rada, objasnio je da je tim dizajnirao pet-dvostruko-ugniježđeno anti-rezonantno šuplje-jezgreno vlakno s-poljem s načinom-polja koje odgovara čvrstom-jezgrenom vlaknu, kako bi se postigao istinski stabilan i učinkovit sustav "sa-vlakna". Putem optimizacije simulacije, odredili su optimalne strukturne parametre i uspješno izvukli ultra-malo-gubitak šuplje-vlakna. Tim je prevladao izazove u fuzijskom spajanju s-niskim-gubicima između kvarcnih i šupljih-jezgrenih vlakana, usklađivanju polja moda i tehnologiji-završetka vlakana-snage. Postigli su prvi na svijetu-veliki{19}}laserski prijenos velike udaljenosti kroz -strukturu šuplje-jezgre od svih-vlakna, održavajući gotovo-difrakcijsko-ograničenu kvalitetu zrake. I snaga prijenosa i udaljenost predstavljaju najviše razine na međunarodnoj razini.
"Iako je udaljenost prijenosa od 2,45 kilometara ograničena trenutno dostupnim duljinama vlakana, razvijena tehnologija utire put budućem učinkovitom laserskom prijenosu na još većim udaljenostima", izjavio je Shi Jing.
Dopisni autor Chen Zilun primijetio je da u usporedbi s tradicionalnim vlaknima s čvrstom{0}}jezgrom, vlakno s ultra-niskim-gubicima-jezgre proširuje efektivnu fleksibilnu udaljenost prijenosa za dva reda veličine. Ovo otkriće pruža tehničku podršku za inženjerske primjene fleksibilnog-laserskog prijenosa na velike udaljenosti u industrijskim okruženjima, sa širokim potencijalom u višestrukim područjima. Na primjer, u industrijskoj obradi, daljinski fleksibilni laserski prijenos može povećati udaljenost između operatera i opasnih radnih zona, značajno povećavajući radnu sigurnost. U znanstvenim istraživanjima, vlakna šuplje-jezgre mogu uhvatiti i ubrzati čestice putem tlaka zračenja, omogućujući razvoj novih "senzora letećih čestica" koji rade na kilometar-dimenzijama.
"Iako troškovi šupljih-jezgri vlakana trenutačno premašuju troškove konvencionalnih vlakana, to prvenstveno proizlazi iz njihove početne faze industrijalizacije, koju karakteriziraju složeni proizvodni procesi i prostor za poboljšanje prinosa. Kako tehnologija sazrijeva, proizvodnja se povećava, a uzvodno-nizvodni industrijski lanci razvijaju se sinergijski, očekuje se da će troškovi šupljih-jezgri vlakana ući u stalni pad putanju, utirući put -implementaciji velikih razmjera u određenim-vrijednim aplikacijama." Chen Zilun je izjavio da će istraživački tim dodatno optimizirati strukture vlakana, poboljšati učinkovitost spajanja, povećati snagu prijenosa i udaljenost te istražiti šire scenarije primjene.
