खोखला-कोर फाइबर (HCF) एक नवीन ऑप्टिकल फाइबर तकनीक है जिसमें खोखला कोर होता है, जहाँ प्रकाश पारंपरिक काँच के माध्यम के बजाय मुख्यतः हवा या गैस के माध्यम से प्रसारित होता है। हाल के वर्षों में, सामग्री और विनिर्माण प्रौद्योगिकियों में हुई प्रगति ने प्रदर्शन और अनुप्रयोगों के संदर्भ में HCF की महत्वपूर्ण संभावनाओं को उजागर किया है। नीचे इसके विकास इतिहास, तकनीकी लाभों और भविष्य के रुझानों का विस्तृत विश्लेषण दिया गया है।

---

I. खोखले-कोर फाइबर का विकास इतिहास
1. प्रारंभिक अन्वेषण (1990-2000 के दशक)
- 1996 में, फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर (पीसीएफ) की अवधारणा ने खोखले-कोर संरचनाओं की नींव रखी।
- 2000 के दशक के प्रारंभ में, एचसीएफ का प्रायोगिक सत्यापन संभव साबित हुआ, लेकिन उच्च हानि (>100 डीबी/किमी) और विनिर्माण सीमाओं ने इसके अनुप्रयोगों को प्रतिबंधित कर दिया।

2. तकनीकी सफलताएँ (2010-2020)
- सामग्री और संरचनात्मक अनुकूलन: बेहतर सूक्ष्म संरचनाओं (जैसे, एंटी-रेज़ोनेंट हॉलो-कोर फाइबर, कागोम लैटिस) ने नुकसान को काफी कम कर दिया। उदाहरण के लिए, 2021 में, साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय ने 1550 एनएम पर 0.28 डीबी/किमी का रिकॉर्ड-कम नुकसान हासिल किया, जो पारंपरिक फाइबर प्रदर्शन के करीब था।
- विनिर्माण प्रगति: स्टैक-एंड-ड्रॉ पद्धति और 3डी प्रिंटिंग ने संरचनात्मक परिशुद्धता को बढ़ाया।

3. व्यावसायीकरण प्रगति
- ल्यूमेनिसिटी और एनकेटी फोटोनिक्स जैसी कंपनियां अब उच्च-शक्ति लेजर ट्रांसमिशन और विशेष संचार परिदृश्यों को लक्षित करते हुए वाणिज्यिक एचसीएफ उत्पाद पेश करती हैं।

---

II. खोखले-कोर फाइबर के मुख्य लाभ
1. अत्यंत कम हानि और विलंबता
- प्रकाश कांच की तुलना में हवा में ~30% अधिक तेजी से यात्रा करता है (निर्वात गति के करीब), जिससे उच्च आवृत्ति व्यापार और क्वांटम संचार के लिए विलंबता कम हो जाती है।
- न्यूनतम अरैखिक प्रभाव उच्च शक्ति वाले लेजर संचरण को सक्षम बनाते हैं (उदाहरण के लिए, किलोवाट स्तर के औद्योगिक लेजर)।

2. हस्तक्षेप-रोधी क्षमता
- तापमान, विकिरण और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति असंवेदनशील, चरम वातावरण (जैसे, एयरोस्पेस, परमाणु सुविधाएं) के लिए आदर्श।

3. कार्यात्मक लचीलापन
- खोखले कोर को संवेदन, रासायनिक विश्लेषण और अनुकूलित अनुप्रयोगों के लिए गैसों, तरल पदार्थों या कार्यात्मक सामग्रियों से भरा जा सकता है।

---

III. अनुप्रयोग रुझान और उभरती दिशाएँ
1. दूरसंचार
- अल्ट्रा-लो लेटेंसी नेटवर्क: डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट (डीसीआई) और वित्तीय ट्रेडिंग नेटवर्क विलंबता को कम करने के लिए एचसीएफ को अपना सकते हैं।
- मध्य/सुदूर अवरक्त संचार: 2-20 μm बैंड में HCF की कम हानि मुक्त-स्थान ऑप्टिकल (FSO) और उपग्रह लिंक के लिए उपयुक्त है।

2. उच्च-शक्ति लेजर डिलीवरी
- औद्योगिक प्रसंस्करण: पारंपरिक फाइबर को तापीय क्षति पहुंचाए बिना काटने और वेल्डिंग करने में सक्षम बनाता है।
- चिकित्सा अनुप्रयोग: सर्जरी या ट्यूमर उपचार के लिए उच्च ऊर्जा लेज़रों की सटीक डिलीवरी।

3. संवेदन और पता लगाना
- गैस संवेदन: लक्ष्य गैसों से भरा एचसीएफ स्पेक्ट्रोस्कोपी (जैसे, मीथेन, सीओ 2 निगरानी) के माध्यम से पीपीबी-स्तर का पता लगाने में सक्षम बनाता है।
- बायोमेडिकल सेंसिंग: कोशिकीय या आणविक गतिशीलता की वास्तविक समय ट्रैकिंग।

4. क्वांटम टेक्नोलॉजीज
- कम अरैखिकता क्वांटम सिग्नल विरूपण को कम करती है, क्वांटम कुंजी वितरण (QKD) और क्वांटम नेटवर्क श्रेणियों को बढ़ाती है।

5. रक्षा और एयरोस्पेस
- विकिरण प्रतिरोध उपग्रह ऑप्टिकल संचार के लिए उपयुक्त है; हल्के वजन वाले डिजाइन अंतरिक्ष यान के पेलोड को कम करते हैं।

---

IV. चुनौतियाँ और भविष्य की संभावनाएँ
1. तकनीकी बाधाएँ
- हानि में और कमी: सामग्री की शुद्धता और संरचनात्मक डिजाइन में सफलता की आवश्यकता है।

- मल्टी-कोर/मल्टी-मोड एकीकरण: ट्रांसमिशन क्षमता को बढ़ाने के लिए मल्टी-कोर एचसीएफ का विकास करना।

- स्प्लिसिंग हानि: खोखले-कोर फाइबर (एचसीएफ) स्प्लिसिंग के लिए एफएसएम-100पी+, शिन्हो एस-12पीएम+ जैसे विशेष फाइबर स्प्लिसर की आवश्यकता होती है, जो खोखले-कोर फाइबर के कम हानि स्प्लिसिंग के लिए विशिष्ट हैं।

- लागत में कमी: उच्च विनिर्माण लागत के लिए पैमाने की अर्थव्यवस्था की आवश्यकता होती है।

2. भविष्य के रुझान
- सिलिकॉन फोटोनिक्स के साथ एकीकरण: उच्च गति इंटरकनेक्ट के लिए चिप-स्केल फोटोनिक उपकरणों के साथ एचसीएफ का संयोजन।
- स्मार्ट फाइबर नेटवर्क: गतिशील ट्यूनिंग और स्व-उपचार क्षमताओं के लिए एआई-संचालित अनुकूलन।
- चरम पर्यावरण अनुप्रयोग: गहरे समुद्र, गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण, और अधिक के लिए कस्टम एचसीएफ।

---

V. निष्कर्ष

अपने अनूठे भौतिक गुणों के साथ, हॉलो-कोर फाइबर पारंपरिक फाइबर की प्रदर्शन सीमाओं को तोड़ रहा है। इसमें दूरसंचार, ऊर्जा, स्वास्थ्य सेवा और रक्षा क्षेत्र में परिवर्तनकारी क्षमताएँ हैं। हालाँकि लागत और मापनीयता जैसी चुनौतियाँ अभी भी बनी हुई हैं, लेकिन कम विलंबता, उच्च-शक्ति प्रबंधन और बहुक्रियाशील संवेदन में इसके लाभ क्वांटम संचार और लेज़र प्रसंस्करण जैसे उच्च-मूल्य वाले क्षेत्रों में इसके उपयोग को बढ़ावा देंगे। अगले 5-10 वर्षों में, एचसीएफ के इन विशिष्ट क्षेत्रों में बड़े पैमाने पर व्यावसायीकरण प्राप्त करने की उम्मीद है।

शिन्हो ऑप्टिक्स लिमिटेड फ्यूजन स्प्लिसिंग के लिए तीव्र, कम हानि और अधिक किफायती समाधान प्रदान करने के लिए स्प्लिसिंग प्रौद्योगिकी के विकास में निवेश करना जारी रखे हुए है।