1/31/2024，光纖在線訊，據(jù)愛德泰科技分享。隨著科技的不斷進步，為了更好地滿足AI和未來數(shù)據(jù)傳輸負載的需求，傳統(tǒng)的實芯石英光纖由于其本身的限制，如材料的吸收、色散、容量瓶頸、性能極限、非線性、低損傷閾值等屬性，使得其在光纖通信、高功率激光輸出、超快光學(xué)、非線性光學(xué)等領(lǐng)域都表現(xiàn)出局限性，制約了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展和進步。

     因此，具有低損耗、超低延時、更高通帶帶寬的空芯光纖應(yīng)運而生。

什么是空芯光纖？
     空芯光纖（HCF，Hollow-core fiber），又稱空心光子晶體光纖、氣芯光纖，是以空氣為傳輸介質(zhì)的光纖。

     空芯光纖電纜內(nèi)部有一個充滿空氣的中央通道，周圍環(huán)繞著一圈玻璃鏈，其橫截面看起來很像蜂巢，中間有一個空孔，該結(jié)構(gòu)就像是太空中的無阻尼數(shù)據(jù)傳輸通道，內(nèi)部是真空狀態(tài)，可以讓搭載著數(shù)據(jù)的光信號真正接近光速。


*圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

     憑借超低時延、超低非線性、潛在的超低損耗及更寬的通帶帶寬等特性，空芯光纖可以助力OTN系統(tǒng)實現(xiàn)更大的傳輸容量、更遠的傳輸距離、更小的傳輸時延。

     與傳統(tǒng)的實心光纖不同，空芯光纖中心是一個空氣或真空芯，而不是玻璃或其他材料，因此具有很多特殊優(yōu)點。

● 空芯光纖的特點

1.低損耗：
     目前空芯光纖可實現(xiàn)0.174dB/km的損耗，與現(xiàn)有最新一代玻芯光纖性能持平。同時，空芯光纖在通信窗口理論最小極限可低至0.1dB/km以下，比普通玻芯光纖的理論極限0.14dB/km更小，可實現(xiàn)無需中繼器即可在更長的距離上進行部署。

2.低時延：
     光主要在近乎空氣孔的芯區(qū)傳輸，折射率比實芯玻璃低，傳輸速度更快，時延從5us/km下降至3.46us/km，傳輸時延相比于現(xiàn)有光纖系統(tǒng)降低30%。對于當(dāng)前及未來時延敏感業(yè)務(wù)傳輸非常重要。

3.超低非線性：
     空芯光纖的非線性效應(yīng)比常規(guī)玻芯光纖的非線性效應(yīng)低3到4個數(shù)量級，使得入纖光功率可以大幅提高，從而提升傳輸距離。這對于某些應(yīng)用，如光子學(xué)實驗和超快光學(xué)研究等，具有重要意義。

4.高激光損傷閾值：
     空芯光纖由于可以實現(xiàn)超過99％的光功率在空氣中傳輸，光場與材料重疊極小。在相同的傳輸功率下有更低的材料吸收，因此擁有更高的激光損傷閾值。

5.超寬頻段：
     隨著空芯光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷優(yōu)化，可以提供超過1000nm的超寬頻段，輕松支持O，S，E，C，L，U等波段。

6.大孔徑與靈活性：
     由于中心是空氣或真空，其孔徑比實心光纖大得多，但彎曲半徑可以非常小，因此可以更易于與其他設(shè)備進行連接，同時適用于需要彎曲和形狀比較復(fù)雜的應(yīng)用。

空芯光纖的工作原理


（來源：Lumenisity）

1.入射角度
      當(dāng)光線通過空芯光纖時，它們會被反射回來，并沿著管道向前傳播。這種反射發(fā)生的角度取決于光線入射時的角度。

2.反射
      當(dāng)入射角度小于臨界角時，光線將被反射回來，并沿著管道向前傳播。這種反射稱為全內(nèi)反射(Total lnternaReflection)。

3.傳輸
      當(dāng)入射角度大于臨界角時，光線將無法被全內(nèi)反射，并會從空芯中心逃離。因此，在空芯光纖中傳輸?shù)墓獠ū仨毐３中∮谂R界角的入射角度。

4.諧振
      當(dāng)光線在空芯光纖中傳輸時，它們會與管道的內(nèi)壁相互作用，并形成一種諧振(Resonance)模式。這種諧振模式?jīng)Q定了光線在空芯光纖中傳輸時的波長和頻率。

空芯光纖業(yè)界應(yīng)用

1.高速率、長距離數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域
      光通信由于其低損耗和寬帶特性，空芯光纖被廣泛應(yīng)用于光通信領(lǐng)域。它可以用于高速數(shù)據(jù)傳輸、長距離通信和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。

2.光學(xué)傳感器
      由于其靈活性和大孔徑特性，空芯光纖被廣泛應(yīng)用于光學(xué)傳感器領(lǐng)域。它可以用于測量溫度、壓力、流量和化學(xué)成分等參數(shù)。

3.激光加工
      根據(jù)空芯光纖的特性，其也能被廣泛應(yīng)用于激光加工領(lǐng)域。它可以用于切割、焊接、打孔和表面處理等應(yīng)用。

      近幾年隨著光纖相關(guān)技術(shù)的不斷突破，未來空芯光纖系統(tǒng)在傳輸容量、距離及時延方面將會得到全面提升。

      空芯光纖是面向下一代網(wǎng)絡(luò)的新型光纖，可以滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)容量需求，和傳統(tǒng)光纖相比具有顯著的降本增效優(yōu)勢，未來在超算、DCI、海纜等特定低時延應(yīng)用,以及傳感、高功率傳遞、特殊光源等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

關(guān)于愛德泰科技：


      深圳市愛德泰科技有限公司成立于2007年，是集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。作為領(lǐng)先的光連接設(shè)備提供商，愛德泰擁有超過16年的設(shè)計和制造經(jīng)驗，目前業(yè)務(wù)已拓展至70多個國家和地區(qū)。公司專注于為全球客戶提供光連接產(chǎn)品，為國內(nèi)外運營商、云服務(wù)商、主設(shè)備商、系統(tǒng)集成商提供定制化的光纖連接產(chǎn)品。