改进光纤技术的研究是推动众多光子应用发展的关键。尤其重要的是,它将提升互联网性能,因为互联网的数据传输高度依赖光纤,而现有技术已开始接近其极限。.

光纤中发射的少量光在传播过程中会被反射回来,这个过程称为反向散射。反向散射通常是不希望发生的,因为它会衰减光纤中传播的信号,并限制许多光纤器件的性能,例如飞机、潜艇和航天器中使用的光纤陀螺仪。.

然而,在其他情况下,可靠且准确地测量反向散射的能力也可能是有益的,例如表征已安装的光纤电缆,其中反向散射用于监测电缆的状况并识别其长度上任何断裂的位置。.

由南安普顿大学牵头的 LightPipe 研究计划率先研发的最新一代无结节反谐振空心光纤 (NANF) 已应用于 Airguide Photonics 计划中的新应用领域,其反向散射极低,此前一直无法测量。.

为了解决这个问题,南安普顿大学光电子研究中心 (ORC) 的研究人员与魁北克拉瓦尔大学光学、光子学和激光中心 (COPL) 的同事合作,后者专门从事高灵敏度光学仪器的研究。.

他们开发了一种仪器,使团队能够可靠地测量 ORC 最新生产的空芯光纤中极其微弱的反向散射信号,证实其色散比标准光纤低四个数量级以上,与理论预期相符。.

光学相干信号研究组组长拉丹·斯拉维克教授表示:“我非常荣幸能在光学相干信号研究组工作,我的设计和制造同事们长期以来开展的世界一流研究,已经制造出了迄今为止损耗最低、长度最长的空芯光纤。我的工作重点是测量这些光纤的独特性能,这项工作通常极具挑战性,需要与世界领先的测量机构(例如英国国家物理实验室)和仪器研发机构(例如拉瓦尔大学)开展合作。”.

在 ORC 进行理论分析以支持这些结果的 Eric Numkam Fokoua 博士表示:“实验证实了我们的理论预测,即我们最新的空心光纤的反向散射比标准全玻璃光纤低 10,000 倍,这证明了它们在许多光纤应用中的优越性。.

此外,测量如此低的反向散射信号水平的能力对于空心光纤技术本身的发展也至关重要,因为它为检测已制造的空心光纤和光缆中的分布式故障提供了一条关键途径,从而推动制造工艺的改进。目前的技术灵敏度不足以应对这些全新的光纤,而这项工作展示了一种解决此问题的方法。.