空芯反諧振光纖長(zhǎng)距離通信

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空芯反諧振光纖長(zhǎng)距離通信

前言：制備空芯反諧振光纖的科學(xué)研究取得了突破性的進(jìn)展，其有望突破現(xiàn)有傳統(tǒng)光纖的一些本征限制搂漠。空芯光纖將光束縛在空氣芯中迂卢，在傳輸及其應(yīng)用上具有傳統(tǒng)光纖不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，空芯反諧振光纖成為當(dāng)前光通信領(lǐng)域的研究熱門(mén)而克。

隨著全球互聯(lián)網(wǎng)靶壮、物聯(lián)網(wǎng)等通信需求的不斷增長(zhǎng)和飛速發(fā)展，對(duì)于通信系統(tǒng)的傳輸容量提出了更大的需求员萍。光纖是大容量高速率光纖通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵傳輸載體腾降，具有低成本、純度高碎绎、損耗小螃壤、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是支撐國(guó)家信息基礎(chǔ)通信設(shè)施更新?lián)Q代的關(guān)鍵筋帖。傳統(tǒng)階躍折射率型單模光纖在其中心具有較高的折射率奸晴，包層材料具有較低的折射率，以便通過(guò)全內(nèi)反射的機(jī)理傳輸光波電磁場(chǎng)日麸，其導(dǎo)模的有效折射率介于芯層中心折射率和包層折射率之間寄啼。科學(xué)家們不斷地對(duì)光纖進(jìn)行探索代箭，經(jīng)過(guò)不懈努力發(fā)現(xiàn)了光纖中新的導(dǎo)光機(jī)理墩划，新型的空芯光纖不再局限于傳統(tǒng)的內(nèi)反射原理，其光纖的纖芯折射率可以低于包層折射率嗡综，低折射率纖芯的光纖也可以傳輸光波電磁場(chǎng)科學(xué)家們發(fā)明并提出多種新型特種光纖乙帮，如微結(jié)構(gòu)光纖，多空光纖极景，反諧振光纖等察净。這些新型的特種光纖不僅在長(zhǎng)距離傳輸上有著良好的優(yōu)勢(shì)，并且在生物傳感戴陡、氣體傳感等應(yīng)用上有著很好的性能塞绿。

圖1.光纖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

1999年，P.St.J.Russell在《Science》發(fā)表論文恤批，提出了空芯單模光子帶隙型光子晶體光纖（Hollow Core Single-Mode Photonic band gap photonic crystal Fiber,HC-SM-PBG-PCF）,該光纖的纖芯為中空的异吻，充滿(mǎn)了空氣，包層為二維的空氣孔周期性排列的結(jié)構(gòu)喜庞，這種二維的周期性結(jié)構(gòu)形成了特定的光子禁帶诀浪，可以將一定頻率的光限制在纖芯中進(jìn)行傳輸。這種空芯光纖可以克服常規(guī)階躍折射率單模光纖的基本限制延都，理論上可以大幅度降低損耗極限雷猪、具有較低的非線性，并且可以提高光的損傷閾值晰房。為此求摇，科學(xué)家們對(duì)光子晶體光纖技術(shù)進(jìn)行了大量的研究射沟，中空的光子晶體光纖在降低損耗過(guò)程中遇到了很大的困難，衰減一直處于1 dB/Km以上的水平与境，而且制造的長(zhǎng)度較短验夯，極大地影響了實(shí)際應(yīng)用。為了解決空氣芯光纖的損耗難題摔刁，科學(xué)家們提出了一種新的空芯光纖-空芯反諧振光纖挥转，該光纖理論上可以突破原來(lái)光子晶體型空芯光纖的瓶頸限制，理論上光纖的損耗與傳輸帶寬都優(yōu)于當(dāng)前的石英光纖共屈。

圖.2光子晶體光纖示意圖

空芯反諧振光纖（HC-ARF）成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)绑谣，并且取得了突破性的進(jìn)展。以空氣作為導(dǎo)光介質(zhì)的空芯光纖具有較低時(shí)延拗引、低色散借宵、低非線性、高損傷閾值等優(yōu)點(diǎn)寺擂，是可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)芯光纖暇务、突破光纖非線性性容量極限的潛在傳輸光纖。

空芯光纖在低損耗怔软、傳輸帶寬與通信能力、低非線性等方面都有著傳統(tǒng)光纖不可比擬的優(yōu)勢(shì)择镇〉脖疲空芯光纖在理論突破、制備技術(shù)腻豌、基礎(chǔ)應(yīng)用研究方面都已經(jīng)取得了較好的進(jìn)展家坎。空芯反諧振光纖以及基于空芯反諧振光纖的光纖通信系統(tǒng)將會(huì)有更大的技術(shù)突破與應(yīng)用前景吝梅，有潛力成為下一代低損耗超寬長(zhǎng)距離傳輸?shù)?mark class="span_mark" data-type="1">通信光纖虱疏，可望突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸。相信經(jīng)過(guò)產(chǎn)業(yè)界與科學(xué)界的聯(lián)合創(chuàng)新苏携，低損耗超寬帶空芯光纖技術(shù)將逐漸走向成熟并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化做瞪，也將極大地有利于光纖通信系統(tǒng)未來(lái)擴(kuò)容與升級(jí)，對(duì)于提升光纖系統(tǒng)的容量具有前瞻性的重要價(jià)值右冻。

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