空芯光纤很热,从学术角度来看,有很多优点,也面临很多的困境。
2023合集 空芯光纤与实芯光纤的优缺点(下)
其中一个难题就是现在研究的低损耗空芯光纤一般比常用的普通单模光纤更大,外径尺寸很大,很多是200μm以上,而普通光纤的外径是125μm
空芯光纤的内径也很大,一般在30μm左右,光场直径大约在20-25μm,咱们常用的单模光纤的光场直径在9-10μm左右。
如果针对空芯光纤来建立一个完整的生态链,包括用什么激光器,如何耦合,如何制作光缆,采用什么连接器.....,这对产业来说是个非常头疼的事情,投入巨大,风险巨大,周期巨长
微软和南安普顿今年讨论,是否可以在真正的空芯光纤市场到来之前,在生态链不完整的前提下,采用与现如今实芯光纤一样的外径与内径,共享产业链,即使这样做,空芯光纤的损耗不是最优解,但也能解决一部分空芯光纤产业化的困境。
这是个前提
对于损耗略高一些,在数据中心这种场景,本身的传输距离也不大,对损耗要求不是特别苛刻。
空芯光纤包括了两个大类,一类是光子晶体结构的空芯光纤,另一类是反谐振无节点空芯光纤。
微软与南安普顿先讨论了光子晶体结构的优化是否可行,结论是基本不行,要么光场与普通单模光纤适配,如下图左侧,可但是损耗巨大,这就不能用。
要么损耗降下来,可但是模式控制不住,下图中间那个是少模,下图右侧的是多模。
言而总之,总而言之吧,光子晶体结构的空芯光纤,如果要和普通单模光纤适配,模式与损耗很难兼顾。
接着尝试在反谐振无节点结构,把外径减小到125μm,设计的第一代5元结构,模场基本减下来了,可但是损耗还是有26dB/km,虽然前头说过,可以牺牲一下损耗,这也太大了。
第二代,就是今年ECOC的新的四元结构,损耗可<2dB/km
大管的空芯光纤的最低损耗已然到了0.11dB/km,现在的小管与单模光纤适配结构呢,控制在2dB/km,也算是有些进展吧。
不过,之前空芯光纤研究很久控制的很小的色散优势,现如今在O波段C波段看起来又挺大的了。
新技术的研究,后边还是漫漫长路