下一代光纤的反向散射低10,000倍

在南安普敦开创的最新一代空心空心嵌套反谐振无节点光纤。

来自南安普敦大学和加拿大拉瓦尔大学的研究人员首次成功地测量了尖端空心光纤的背向反射率，该反射率比传统光纤低约10,000倍。

这项发现于本周在《光学学会》的旗舰《 Optica》杂志上发表，强调了另一种光学特性，即中空光纤能够胜过标准光纤。

对改进光纤的研究是使众多光子应用取得进展的关键。最值得注意的是，这些技术将改善Internet性能，而Internet在很大程度上依赖光纤进行数据传输，而当前的技术正开始达到其极限。

在传播到光纤中的一小部分光在传播时会向后反射，此过程称为反向散射。这种反向散射通常是非常不希望的，因为它会导致沿光纤传播的信号衰减并限制许多基于光纤的设备的性能，例如导航飞机，潜艇和航天器的光纤陀螺仪。

剩下：光通过中空纤维的中心孔传播。对：拉瓦尔大学COPL的主要作者Vincent Michaud-Belleau。

但是，在其他情况下，可靠而准确地测量反向散射的能力可能会有所帮助，例如在已安装的光缆的特性分析中，使用反向散射来监视电缆的状况并确定沿其长度的任何断裂的位置。

在南安普敦领导的LightPipe研究计划中首创并应用于Airguide Photonics计划中的新应用领域的最新一代中空嵌套反谐振无节点光纤（NANF），其反向散射非常低，直到现在它仍然无法测量。

为了解决这一挑战，南安普顿大学的光电研究中心（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）的同事进行了合作，他们专门研究高灵敏度的光学仪器。

他们开发了一种仪器，使团队能够可靠地测量在最新的ORC制造的空心光纤中向后散射的极微弱信号-确认散射比标准光纤低四个数量级，符合理论预期。

ORC相干光信号小组负责人Radan Slavik教授说：“我很幸运能在ORC上工作，在那里，对我的设计和制造同事的长期，世界领先的研究导致制造出的损耗最小，长度最长的空心纤维。我的工作重点是测量这些纤维的独特性能，这通常具有挑战性，需要与世界领先的测量组织（例如英国国家物理实验室）和仪器（例如拉瓦尔大学）进行合作。”

Eric Numkam Fokoua博士在ORC进行了理论分析以支持这些发现，他说：“我们的理论预测的实验证实，最新的空心光纤的反向散射比标准全玻璃光纤的反向散射少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电平的能力在空心光纤技术本身的发展中也至关重要，它为根据需要提供了关键的途径，可根据需要在预制空心光纤和电缆中进行分布式故障查找，以推动向前的改进在他们的制造过程中。现有技术根本不够灵敏，无法使用这些根本的新型纤维，这项工作证明了该问题的解决方案。”

参考：V. Michaud-Belleau，E。Numkam Fokoua，TD Bradley，JR Hayes，Y。Chen，F。Poletti，DJ Richardson，J。Genest撰写的“反谐振空心光纤的反向散射：比标准光纤低40dB以上”和R.Slavík，2021年2月10日，Optica。DOI：
10.1364 / OPTICA.403087