تشير الألياف الضوئية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية المجهرية إلى ألياف ضوئية مصممة بنوى ضوئية متعددة في منطقة النواة، وتُستخدم فيها بنى مجهرية محددة لتعزيز قدراتها الاستشعارية. وبالمقارنة مع الألياف الضوئية التقليدية أحادية النواة، تتميز هذه الألياف بكفاءة نقل وقدرة استشعار محسّنة بشكل ملحوظ. ومن خلال تنظيم خصائص انتشار الضوء، تستطيع الألياف الضوئية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية المجهرية تحقيق كشف دقيق للتغيرات البيئية الخارجية، ولها آفاق تطبيق واسعة.

يتميز التصميم الهيكلي للألياف البصرية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية المجهرية بأنه فريد للغاية، ويتجلى ذلك بشكل أساسي في الجوانب التالية:

فرص التقديم
تُظهر الألياف البصرية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية المجهرية إمكانات تطبيقية ممتازة في العديد من المجالات، والتي تشمل بشكل رئيسي الجوانب التالية:
1) المراقبة الصناعية: في البيئات الصناعية المعقدة، يمكن استخدام الألياف البصرية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية الدقيقة لمراقبة حالة تشغيل المعدات، مما يتيح الحصول في الوقت المناسب على معلمات مثل درجة الحرارة والضغط، وبالتالي تعزيز السلامة التشغيلية وكفاءة المعدات.
2) مراقبة السلامة الهيكلية: في مراقبة البنية التحتية مثل الجسور والأنفاق، يمكن للألياف البصرية متعددة النوى ذات البنية الدقيقة مراقبة تغيرات الإجهاد والإزاحة في الهيكل في الوقت الحقيقي، مما يوفر دعمًا موثوقًا للبيانات ويساعد على منع المخاطر المحتملة للسلامة.
3) الرصد البيئي: يمكن أيضًا استخدام الألياف البصرية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية الدقيقة للرصد البيئي مثل جودة المياه وجودة الهواء، مما يتيح الحصول على المعايير البيئية في الوقت الحقيقي وتوفير دعم البيانات لحماية البيئة.
4) النقل الذكي: في نظام النقل الذكي، يمكن استخدام الألياف الضوئية متعددة النوى ذات البنية الدقيقة لمراقبة معلومات مثل حالة الطريق وتدفق حركة المرور، مما يوفر دعمًا فعالًا للبيانات لإدارة حركة المرور.
تحديات التنمية
على الرغم من أن الألياف البصرية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية المجهرية تتمتع بآفاق تطبيق واسعة، إلا أنها لا تزال تواجه بعض التحديات في التطبيقات العملية:
1) تكلفة التصنيع: تُعدّ عملية تصنيع الألياف البصرية متعددة النوى ذات البنية المجهرية معقدة نسبياً، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف. وهذا، إلى حد ما، يحدّ من استخدامها على نطاق واسع في بعض المجالات.
2) النضج التكنولوجي: على الرغم من أن الألياف البصرية متعددة النوى ذات البنية الدقيقة تعمل بشكل جيد في البيئات المختبرية، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحسين استقرارها وموثوقيتها في التطبيقات العملية.

3) قبول السوق: باعتبارها تقنية ناشئة، لا يزال قبول الألياف البصرية الاستشعارية متعددة النوى ذات البنية المجهرية في السوق يتطلب وقتاً. ويحتاج تطبيقها على نطاق واسع إلى المزيد من الحالات الناجحة وتوعية السوق.

4) فقد الاتصال: يتطلب اتصال الألياف متعدد النوى جهازي توصيل (Fan-in و Fan-out) للاتصال بأجهزة أخرى (أحادية النواة). أثناء إنشاء شبكة العمود الفقري، يلزم وصل الألياف باستخدام جهاز لحام ألياف متعدد النوى متخصص. ويواصل جهاز لحام الألياف متعدد النوى Shinho S-22 مساعدة المستخدمين على تقليل الفقد في وصل الألياف متعددة النوى.