?-导读-
空芯光纤(Hollow-core Fiber, HCF)以颠覆性的技术架构横空出世,凭借空气芯导光、超低损耗、超宽频带等特性,成为全球光通信领域竞相布局的“下一代传输媒介”。
ICC讯??在AI算力、数据中心、接入与传输等极速增长的背景下,传统实芯光纤的性能瓶颈日益凸显——非线性效应限制传输容量、材料色散制约信号质量、瑞利散射导致中长距离传输损耗偏高。此时,空芯光纤(Hollow-core Fiber, HCF)以颠覆性的技术架构横空出世,凭借空气芯导光、超低损耗、超宽频带等特性,成为全球光通信领域竞相布局的“下一代传输媒介”。
2024年11月,微软宣布未来24个月内规划部署15000公里空芯光纤用于数据中心及AI大模型连接。2025年7月中国移动首条空芯光纤商用或标志商用化进程有望加快,中标价约3.6万元/芯公里。中国电信2025年空芯光纤招投标共2次,按最高价限价计算,单价为约3.7-5万元/芯公里。据了解,南安普顿大学光电子研究中心是空芯光纤领域的主要领导者,微软也一直在与他们合作并持续推动空芯光纤的部署和产业化,应用于AI数据中心的连接。在2025年OFC前夕,其研究团队在arxiv上报道了一项成果,展示了首款在损耗和带宽方面均超越传统光纤的空芯光纤(<0.1 dB/km@1481-1625 nm),同时传输速度提升30%,色散降低了6倍。
国内在空芯光纤领域也在持续推进,在今年的OFC 2025会议上也有一篇来自领纤/移动研究院/华为波普实验室/长飞/暨南大学/北京大学的Top-Scored论文,首次报道了在中国城市管道网络(东莞-深圳)中部署的20km AR-HCF(反谐振空芯光纤)上实现128Tb/s (C+L 波段,120波*800Gb/s*双向)实时同频同时全双工(CCFD)传输的现场试验。ICC讯石认为,空芯光纤的产业化已临门一脚,这项底层技术将重塑光通信产业,从无源连接器、有源光模块到熔接、研磨、镀膜等全环节。9月9日上午,IFOC组委会携手空芯光纤领域领军者,共同举办《空芯光纤发展论坛》,一场深刻的产业变革序幕正在拉开。从理论到现实的突破空芯光纤的核心创新在于将光约束在空气芯中传输,彻底颠覆传统实芯光纤依赖全内反射的导光机制。
目前主流技术分为两类:
1)光子晶体光纤(PCF):通过周期性排列的微米级空气孔形成光子带隙,将光限制在中央空芯区域。
2)反谐振光纤(ARF):利用多层低折射率介质膜的反射效应,实现光在空气中的低损耗传输。
从实验室到量产的关键空芯光纤的性能评估需依赖多维度表征技术:
1)损耗测量:采用光频域反射仪(OFDR)实现亚dB级精度,结合截断法验证长距离传输稳定性。
2)模式分析:通过S?成像技术(空间光谱联合分析)解析高阶模式分布,优化光纤结构设计。
3)非线性效应评估:利用双波长泵浦-探测法量化自相位调制(SPM)和受激拉曼散射(SRS)阈值,确保超100Tbps传输可行性。
同时,为了更快进行更大规模的商业。空芯光纤制造行业正在攻克三大技术难关:预制棒制备,采用堆叠法或3D打印技术构建微米级周期结构。拉丝工艺,在2000℃高温下以10-50m/min速度拉制,通过动态张力控制系统避免空芯结构变形。涂层优化,采用低模量聚合物护套,兼顾机械保护与热稳定性。打破最后一步应用瓶颈空芯光纤连接器、研磨与镀膜技术近年接连取得突破性进展。据产业了解,CO?激光点焊实现空芯-实芯熔接损耗<0.1dB,模块化设计提升对接精度;纳米研磨与飞秒激光加工使端面粗糙度降至Ra<1nm;氧化铪基镀膜损伤阈值达到行业标准。同时,ICC讯石认为,空芯光纤产业化方面也面临成本高、标准缺失等挑战。9月9日上午,IFOC 2025第23届讯石光通信大会,《空芯光纤发展论坛》等你来,共同完成商业图谱,事关与光纤打交道的每一位光通信人,如光纤的研发设计、生产制造、连接、组件、熔接、研磨、镀膜等等。最后,引用光纤之父——高锟话语:光纤通讯技术1000年不会被取代。但没有说实芯还是空芯。
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