施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-光子學(xué)》最新發(fā)表一篇物理學(xué)論文稱，一種最新研發(fā)的通過(guò)空氣而不是玻璃導(dǎo)光的空氣芯光纖，或能打破目前光纖光損耗的最低紀(jì)錄，意味著信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減將更少。

同時(shí)，空氣芯光纖的設(shè)計(jì)還能讓傳輸速度提升45%，且無(wú)須信號(hào)增強(qiáng)便能將更多數(shù)據(jù)傳輸更遠(yuǎn)距離。

本項(xiàng)研究的相關(guān)示意圖(圖片來(lái)自論文)。施普林格·自然 供圖

該論文介紹，用于通信的光纖通常為實(shí)心石英玻璃的設(shè)計(jì)，雖然經(jīng)過(guò)數(shù)十年的優(yōu)化，但信號(hào)損耗一直是個(gè)限制因素。因此，這種光纖在傳輸約20公里后會(huì)損耗約一半的光，這就要求經(jīng)常使用光纖放大器來(lái)增強(qiáng)長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)，如洲際陸地或海底光纜。降低信號(hào)損耗程度能在狹窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，但會(huì)限制可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，這在過(guò)去幾十年里一直阻礙著光通信的發(fā)展。

在本項(xiàng)研究中，論文通訊作者、微軟Azure Fiber的Francesco Poletti率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的光纖中間為空氣芯，周圍包裹精細(xì)的二氧化硅薄環(huán)來(lái)導(dǎo)光。他們用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)測(cè)試這些光纖時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些光纖在一個(gè)光通信常用波長(zhǎng)的光損耗為每公里0.091分貝。由此一來(lái)，波長(zhǎng)合適的光信號(hào)或能在需要增強(qiáng)前多傳輸約50%的距離。

此外，該空氣芯光纖的設(shè)計(jì)還比之前的光纖設(shè)計(jì)擁有更寬的傳輸窗口，即光傳輸時(shí)信號(hào)損耗和失真最小的波長(zhǎng)范圍。

論文作者表示，如果使用更大的空氣芯，此類新型光纖有望實(shí)現(xiàn)更低的損耗，不過(guò)，這仍需后續(xù)開展進(jìn)一步研究的驗(yàn)證。

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