7/14/2021,光纖在線訊,在6月23-25日蘇州成功舉辦的CFCF2021光連接大會上,寧波艾菲博總工鄭羽詳解了《微結(jié)構(gòu)光纖先進(jìn)制備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用》。他表示:微結(jié)構(gòu)光纖的成功有賴于微米/納米尺度的光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及先進(jìn)制備技術(shù)。在通信領(lǐng)域,采用微結(jié)構(gòu)光纖(空心結(jié)構(gòu))帶寬可以提升10倍,延時(shí)降低46%,尤其是空心反諧振光纖在通信方面的應(yīng)用更具潛力,可用于在超過10公里的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)密集波分復(fù)用(DWDM)的應(yīng)用。
微結(jié)構(gòu)光纖的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
微結(jié)構(gòu)光纖最早由Philip Russell教授在1992年提出的“光子帶隙效應(yīng)”——證實(shí)光在足夠小到納米/微米級別的周期性孔洞中能夠以光速傳輸足夠遠(yuǎn),所以微結(jié)構(gòu)光纖發(fā)展已有30年的歷史了。微結(jié)構(gòu)光纖橫截面具有周期性微孔結(jié)構(gòu),可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)微孔大小、排列等方式獲得一系列“奇異”的光學(xué)性質(zhì)。應(yīng)用場景為:超大容量光纖通信、分布式光纖傳感、醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用;分為實(shí)心和空心微結(jié)構(gòu)光纖。
當(dāng)前,擁有微結(jié)構(gòu)光纖制備能力的集中于高校、研究所,包括暨南大學(xué),華南師范大學(xué),烽火通信等;能夠?qū)⑽⒔Y(jié)構(gòu)光纖初步產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)企業(yè)主要集中于日本和英美地區(qū)。
微結(jié)構(gòu)光纖先進(jìn)制備技術(shù)
鄭總表示:微結(jié)構(gòu)光纖的成功有賴于微米/納米尺度的光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及先進(jìn)制備技術(shù)。所以,首先需要通過設(shè)計(jì)光纖結(jié)構(gòu),控制傳輸譜可在哪個(gè)波段導(dǎo)光,用結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)滿足波段低損耗的導(dǎo)光。
艾菲博目前制備的空芯反諧振光纖采用單圈/單環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最低損耗通信波段可在10dB~20dB之間,同時(shí)還做過12、15 dB光纖,對于通信來說損耗還是比較高,所以主要目標(biāo)做一些高功率傳能的應(yīng)用。
空芯反諧振光纖在通信領(lǐng)域大有可為
對于當(dāng)前業(yè)界更關(guān)心的通信應(yīng)用光纖,他認(rèn)為空芯反諧振光纖將在通信領(lǐng)域大有可為。這其中值得一提的是南安普頓大學(xué)研發(fā)的一種命名為CoreSmart 的新型空心光纖光纜,最低損耗可以做到0.65dB/km,接近了單模光纖的損耗值,可用于在超過10公里的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)密集波分復(fù)用(DWDM)的應(yīng)用。
氣體填充裝置,目前GLO photonic 使用的是kagome光纖,而艾菲博推出的氣體填充裝置使用的是用的空芯反諧振光纖。用空芯反諧振光纖的損耗更低帶寬也會更高,基于空芯光纖,我們可以做很多激光方面的應(yīng)用,包括氣體超連續(xù)譜輸出,比如拉曼效應(yīng)的光頻梳,包括高能量激光傳輸用于激光加工、激光切割、激光點(diǎn)火等等的應(yīng)用。
空芯反諧振光纖在通信領(lǐng)域是未來的發(fā)展方向,英國研究所已經(jīng)把反諧振光纖的損耗做到非常低,并完成了密集波分復(fù)用實(shí)驗(yàn),包括高非線性特種光纖, NKT、武漢安揚(yáng)激光等也在超連續(xù)譜光源上做了很多工作,而且都有很成熟的產(chǎn)品。
在微結(jié)構(gòu)光纖方面,目前國內(nèi)的高校,汪瑩瑩老師的團(tuán)隊(duì),包括上海光機(jī)所俞飛老師的團(tuán)隊(duì),在微結(jié)構(gòu)光纖上做得非常前沿和專業(yè)。國際上Philip Russell教授帶領(lǐng)的多個(gè)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人分出來之后,在實(shí)驗(yàn)所,比如巴斯大學(xué)、南安普頓大學(xué)都對微結(jié)構(gòu)光纖技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上都有非常深入的研究,相信空芯反諧振光纖在通信領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤?