本报讯 科学家研发出一种通过空气而非玻璃导光的空芯光纤,或能打破目前光纤损耗的最低纪录,这意味着信号在传输过程中的衰减更少。这一设计还能让传输速度提升45%,且无须增强信号便能将更多数据传输得更远。相关研究9月1日发表于《自然-光子学》。
用于通信的光纤通常为实心石英玻璃,虽然经过数十年的优化,但信号损耗一直是个限制因素。因此,这种光纤在传输约20公里后会损耗约一半的光,这就需要经常使用光纤放大器增强长距离传输的信号,如洲际陆地或海底光缆。降低信号损耗程度能在狭窄波长范围内实现,但会限制可传输的数据量,这在过去几十年里一直阻碍着光通信的发展。
英国微软云服务平台Azure的Francesco Poletti和同事报道的光纤中间为空气芯,周围包裹精细的二氧化硅薄环。作者用实验测试这些光纤时,发现它们在一个光通信常用波长下的光损耗为每公里0.091分贝。如此一来,波长合适的光信号或能在需要增强前多传输约50%的距离。此外,该设计比之前的光纤设计拥有更宽的传输窗口,即光传输时信号损耗和失真最小的波长范围。
研究者表示,如果使用更大的空气芯,这类新型光纤有望实现更低的损耗,不过仍需进一步研究加以验证。(冯维维)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01747-5
《中国科学报》 (2025-09-03 第2版 国际)