Światłowody dziurawe

Do technologii regulujących liczbę modów we włóknie należą różnego rodzaju światłowody dziurawe HF (Hole Fiber). Są one wykonane również z czystego szkła kwarcowego, lecz z pustymi otworami w przekroju poprzecznym włókna, ułożonymi względem siebie w określonym porządku geometrycznym. Mimo braku domieszkowania rdzenia pierwiastkami ziem rzadkich biegnące wzdłuż całego włókna regularne szczeliny powietrzne powodują zmniejszenie średniego współczynnika załamania w stosunku do rdzenia wykonanego z czystego szkła kwarcowego wg zasady: im większe są średnice otworów w stosunku do odstępów między nimi bądś więcej takich otworów we włóknie, tym współczynnik załamania jest mniejszy.

Zmiana wartości współczynników załamania światła w kolejnych cylindrach między rdzeniem a płaszczem, poprzez regulację wymiarów elementarnego otworu w przekroju poprzecznym, pozwala kontrolować umowną średnicę rdzenia wykonanego z czystego szkła kwarcowego. Taka procedura umożliwia wytwarzanie włókien różnego typu: jednomodowych, kilkumodowych i wielomodowych oraz o specjalnie zróżnicowanych parametrach transmisyjnych.

Jednym z rozwiązań są włókna z heksagonalnie ułożonymi otworami o jednakowych średnicach, podczas gdy w osi włókna znajduje się jeden otwór o większej średnicy, który jednocześnie jest rdzeniem światłowodu PBGF. W tym rozwiązaniu światło lasera propaguje się rdzeniem powietrznym o mniejszym współczynniku załamania światła niż płaszcz. Heksagonalnie upakowane wokół rdzenia otwory wytwarzają zaporę dla światła prowadzonego w rdzeniu, które jest w nim uwięzione i nie może wypromieniować na zewnątrz przez płaszcz. Nadal nie do końca rozwiązany problem wysokiego tłumienia światłowodu typu PBGF (niewiele poniżej 1000 dB/km) istotnie ogranicza zastosowanie takich światłowodów jedynie do transmisji na bardzo małe odległości.

Odrębnym sposobem uzyskiwania włókien dziurawych są jednomodowe światłowody HALF (Hole Assistant Lightguide Fiber). Zawierają one w rdzeniu - o współczynniku załamania wyższym niż w płaszczu - symetrycznie rozmieszczone wokół rdzenia otwory (w przekroju poprzecznym), w różnej odległości od niego i o różnych średnicach. Obecność symetrycznie ulokowanych otworów umożliwia modyfikowanie wartości dyspersji w zależności od długości fali świetlnej, a tym samym dostosowania włókna do odpowiednich aplikacji transmisyjnych.

Skokowa zmiana współczynnika załamania, występująca w większości tradycyjnych włókien wielomodowych, ma niekorzystny wpływ na możliwości transmisyjne włókna o podwyższonej przepływności (1 GbE, 10 GbE). Z tego powodu wielomodowe kable optyczne stosowane obecnie w sieciach LAN w zdecydowanej większości zawierają włókna gradientowe o ciągłej zmianie współczynnika załamania światła w rdzeniu.