南安普敦大学 “在600到1100纳米之间具有与石英纤维相当的衰减的空芯光纤”已经与DOI 10一起发表在《自然通讯》上
1038/s 1467-020-199107 下一代光纤可能更近一步，因为一项新的研究表明，南安普敦制造的中空中心光纤可以减少目前标准玻璃纤维的功率损耗
新冠肺炎危机让世界各地的人们在网上迅速转移他们的工作和社交生活，社区也从未如此依赖互联网
Zoom电话和网络研讨会的数量不断增加，这凸显了不断推进技术进步的必要性
50多年来，石英玻璃制成的光纤一直是高速光通信的首选传输介质，为全球家庭和企业使用的全球互联网和基于云的服务提供动力
作为400亿美元全球市场的一部分，它们还被用于检测石油和天然气设施、铁路和桥梁的结构监测、医疗内窥镜和许多其他应用
然而，由于光在玻璃内部的“散射”，一部分透射功率损失了，这一过程被称为衰减，并且随着光的波长缩短，这种功率损失变得越来越成问题
这种较高的光纤传输损耗严重限制了所有需要较短波长的应用的性能
在这项发表在《自然通讯》上的新研究中，南安普敦大学的研究人员证明了通过充满空气的纤维引导光线提供了一种潜在的方法来克服玻璃散射带来的不可逾越的衰减限制
该大学光电研究中心(ORC)的一个团队创造了三种不同的空芯光纤，其损耗相当于或低于技术相关波长为660、850和1060纳米的实心玻璃光纤
在空气中引导光的光纤中，较低的衰减为量子通信、数据传输和激光功率传输的进步提供了潜力
ORC的弗朗切斯科·波莱蒂教授说:“自20世纪70年代以来，人们研究了许多替代玻璃类型和波导技术，试图解决这个问题，但都无济于事
" “我们的发现表明，在当今光学技术中使用的各种波长下，空芯光纤有潜力超过当前的光纤
它们不仅具有较低的衰减，还能承受较高的激光强度，如熔化岩石和钻探油井所需的激光强度，并能产生更高效的激光用于制造
" 波莱蒂教授补充说，空芯光纤还可以传输峰值功率水平如此之高的不失真激光脉冲，以至于如果由标准玻璃纤维传输，它们将是不可用的，并且保留了生产更精确的传感器和成像内窥镜所需的光的偏振
本文中开发和报道的光纤是十多年来ORC在开发嵌套反共振无节点光纤(NANFs)方面研究的结果，NANFs是一种特殊类型的空芯光纤，由于纤芯周围有薄的玻璃膜，它可以将光限制在中心空隙中
他们的第一根光纤衰减了5分贝
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每米光纤只有30%的透光率
来自世界范围内的新的物理认识，以及南安普顿团队领导的制造技术的实质性发展，使得本研究中报道的一种光纤通过实现每10公里5分贝的衰减，将这一性能提高了10，000倍
波莱蒂教授继续说道
“我们正在开发的技术有潜力支持开发更快的数据中心，为最终用户提供更短的延迟，为星际任务提供更精确的陀螺仪，更高效的激光制造等等
" 南安普敦大学的团队在ERC项目“光导管”的资助下发明并开发了这种光纤技术，该团队正在继续努力提高这些光纤的光学性能，同时以较低的成本生产更长的长度
光电研究中心主任大卫·佩恩爵士教授补充说:“光纤的传输容量如此之大，以至于我们从来没有想到我们会用光它
但是在过去的5到10年里，我们已经意识到我们现在已经接近做到这一点了，新冠肺炎的影响进一步加速了这一点
这意味着我们不能再调整传统的光纤来挖掘更多的容量，而必须采用大锤式的方法来安装大量新的光纤电缆
这是可能的，但会增加成本
“更快、更可靠、带宽更大的互联网将有助于我们维持目前的在线工作和社交水平，并使我们能够在三维视频会议和虚拟现实等领域取得更大进展
" 波莱蒂教授说:“我们相信，我们可能最终找到了一种解决方案，这种解决方案有可能补充、并在许多情况下替代半个世纪以来一直在国内和商业应用中占主导地位的全固态二氧化硅纤维
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