Y12T294 实芯与空芯光纤
28号晚上一个半小时，聊一下实芯与空芯光纤。
光纤很早就有，一根玻璃丝就可以约束光。玻璃拉丝工艺就像拉面，玻璃加热软化拉伸。
玻璃细丝，玻璃纤维，用于导光，简称光纤。
面条有实芯的常规面条，也有空芯面。同样，光纤常规是实芯的，也存在空芯新型光纤。
1966-1970，是光纤用于通信领域的节点。1966是光纤理论，1970是拉制第一根“低损耗”通信光纤。第一根低损耗光纤≠第一根光纤。
光纤用于通信要解决三个问题，第一如何导光，第二如何降低损耗，第三如何控制光传导模式。
关于如何导光
实芯光纤的导光原理，是光密与光疏界面的全反射原理。通过玻璃不同区域的掺杂控制折射率设计高折射率的光密区以及低折射率的光疏区。
空芯光纤的导光原理，是利用光栅反射，光栅不是全反射而是由谐振产生的周期性透射与反射。将通信波长设置在光栅的反射光谱范围内，也就是反谐振或者叫抗谐振原理。
实芯光纤天天研究如何精确掺杂控制折射率，如何设计平滑的光疏光密的全反射界面...，研究掺入什么杂质，研究掺杂区域的布局一致性与稳定性。
空芯光纤天天研究如何放置这些内部空管来设计等效的光栅谐振波长及波长间隔，研究管厚、管径、几根管的嵌套与环绕布局。
关于如何降低损耗
实芯光纤1966-1970是跨越损耗的分水岭，早期的玻璃纤维就是普通玻璃拉制而成，内部除了氧化硅外，还有很多其他离子，这些离子尤其是金属离子产生极大的光吸收。1966年通过理论计算，玻璃纤维的损耗是杂质引起的，纯氧化硅的损耗非常低，康宁通过化学反应生成纯净的氧化硅，再精确少量控制掺杂形成光密光疏界面，1970实现了第一根“低损耗”光纤。
空芯光纤则是2005年后跨越低损耗的分水岭，早期的空芯光纤内部是蜂窝状的，损耗很大。主要是玻璃空管与空管密密麻麻挨在一起，管与管接触的位置产生绝大的光学损耗。后来在光波导区域让管与管不接触，损耗降低，这就是“无节点”低损耗空芯光纤。
空芯光纤再结合前面的光栅反射的“反谐振”导光原理，与“无节点”降低损耗的原理，这也是现如今空芯光纤称为“无节点反谐振”的原因。
关于如何控制模式
实芯光纤有一种粗放应用，不管控（或不严格管控）模式，允许导光的多个光学模式都能传输。这就是多模光纤。因为不管控模式，光纤、光源都不用刻意管控模式，所以通信链条的光源制造、封装、耦合等成本都很低。当然，性能也有限。这种模式传输距离很短。
空芯光纤当然也可以不管控模式，但很难体现出空心光纤的优势，这个方向不适用空芯光纤通信。
实芯光纤通过折射率差与波导芯直径共同约束基础光模式，避免高阶模的激发，这就是俗称的单模光纤。实芯单模比实芯多模，传输距离更远，容量更大，支持多种模式复用，TDM十分复用、WDM波分复用，以及多芯的SDM空分复用。
空芯单模光纤对比实芯单模光纤，损耗更低，支持传输更远距离。
空芯单模光纤对比实芯单模光纤，非线性系数更小，色散更小，支持传输后具有更好的信号质量，获得更低的误码率。
空芯单模光纤对比实芯单模光纤，波动速度更快，支持更低时延的传输。
实芯单模光纤的低损耗波段是固定的，是玻璃中的氧与硅原子特性以及分布结构相关的。但空芯单模光纤的低损耗波段是与管的结构相关的，可设计结构来调整低损耗波段。
刚才，闲聊几句，开个头。28号细聊。