空心光纤,光在空气中传输,最大的优点是速度快。
光在玻璃中传输(光纤介质),速度是20万公里/秒
光在空气传输,速度30万公里/秒
这个速度的提升,对降低时延非常重要,尤其是特殊行业,比如股市,你的信号比其他人快一点到达服务器,那竞争优势无比明显了。
空心光纤研究时间很长,他们把这个光纤叫做Nested Antiresonant Nodeless Fibre, 嵌套反谐振无节点光纤。
这几年咱们写OFC,能看到研究在不断推进,损耗也在逐步降低。
Y5,2019年OFC,损耗0.65dB/km
Y6,2020年OFC,损耗0.28dB/km
今年的Y7,2021年,损耗降至0.22dB/km
今天主要聊一下,NANF的来历
N,Nested 嵌套
目的是形成一个光栅,把光反射回来,留在空气中。 如果没有这个嵌套管子,光不会被陷在低折射率的区域内。(我们传统的光纤,硅光集成的硅波导等等,光是陷在高折射率区间的)
嵌套的目的是形成一个“谐振腔”
Antiresonant 反谐振,是什么意思。
咱们的可调谐激光器,两组光栅,是组成谐振腔,我们FP激光器两个反射面组成谐振腔,谐振也叫干涉也叫共振,谐振对特定频点出现幅度最大化。
能量守恒,这同时意味着,有一部分频点的能量是最小化的,这就是“反谐振”,我们在这组光栅里找到特定的幅度最小化的点,也就是反谐振对应的“最低损耗”频点
Nodeless 无节点
既然是嵌套管子,得让他们连着一起才行啊,否则没办法固定。连接的位置就是“节点”,节点处产生非常大的损耗。
无节点才能不产生低损耗。
这几个嵌套的管子,无节点,具体说,就是光场分布的位置不连接就是了。
在无光的位置上,依然存在“节点”,用于结构固定。无节点是光场范围内的无节点
但是,虽然无节点,降低损耗,但是也不能间隔太大,间隔太大出现泄漏损耗,空心光纤的两个主要损耗是泄露损耗和节点损耗,和之前写过的光子晶体的空心光纤的粗糙界面引起主要损耗不一样。
NANF,就是嵌套 反谐振 无节点 光纤
嵌套,目的是设计谐振光栅
反谐振,利用幅度最低点,和常规“谐振腔”取幅度最大点不一样。 降低光损耗
无节点,是光场范围内无节点,降低节点损耗。
去年OFC,是六个嵌套管,损耗0.28b/km, 今年最新的低损耗是5个嵌套管,下图红色部分的纤芯直径是34.5μm
在1060nm处,呈现最低损耗值
光场分布如下