近日，科技界傳來(lái)一項(xiàng)令人矚目的進(jìn)展，微軟支持的Lumenisity團(tuán)隊(duì)在《自然?光子學(xué)》期刊上發(fā)表了他們的最新研究成果。這項(xiàng)研究聚焦于中空光纖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了前所未有的信號(hào)損耗紀(jì)錄——在1550納米波長(zhǎng)下，損耗低至0.091 dB / km。

這項(xiàng)成就不僅突破了自上世紀(jì)80年代以來(lái)硅基光纖的0.14 dB / km損耗下限，更是被專(zhuān)家譽(yù)為波導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域40年來(lái)的最大突破。長(zhǎng)期以來(lái)，硅基光纖的損耗問(wèn)題一直是制約光纖通信距離和效率的關(guān)鍵因素之一。

傳統(tǒng)的單模光纖采用玻璃作為導(dǎo)光介質(zhì)，信號(hào)傳輸速度約為真空光速的三分之二。而Lumenisity團(tuán)隊(duì)研發(fā)的中空光纖則通過(guò)空氣傳輸光子，不僅延遲幾乎減半，非線性效應(yīng)也顯著降低。然而，在此之前，中空光纖的能量泄漏問(wèn)題一直難以解決，普遍超過(guò)1 dB / km，限制了其長(zhǎng)距離應(yīng)用。

此次突破的核心在于雙嵌套無(wú)節(jié)點(diǎn)反共振設(shè)計(jì)（DNANF）。該技術(shù)利用微米級(jí)同心玻璃管反射光線，有效抑制了高階模式的泄漏。通過(guò)光學(xué)時(shí)域反射計(jì)等多種測(cè)試方法，團(tuán)隊(duì)最終測(cè)得衰減低于0.1 dB / km，且在66THz帶寬內(nèi)均保持低于0.2 dB / km的優(yōu)異表現(xiàn)。這一成績(jī)遠(yuǎn)超硅基光纖的窄波段優(yōu)勢(shì)。

中空光纖的色散問(wèn)題也得到了顯著改善。色散是指不同波長(zhǎng)的光在介質(zhì)中傳播速度不同，可能導(dǎo)致信號(hào)失真。而Lumenisity團(tuán)隊(duì)研發(fā)的中空光纖的色散僅為傳統(tǒng)光纖的七分之一，這將有助于簡(jiǎn)化收發(fā)器設(shè)計(jì)，降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗。

微軟在2022年收購(gòu)Lumenisity時(shí)，中空光纖的損耗仍高達(dá)2.5 dB / km。然而，在短短幾年內(nèi)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)的不懈努力，損耗已降至前所未有的低水平。微軟已在Azure網(wǎng)絡(luò)中試運(yùn)行了1200公里的新纖，并在Ignite大會(huì)上宣布計(jì)劃在未來(lái)兩年內(nèi)部署1.5萬(wàn)公里的中空光纖，以支撐其AI業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

設(shè)計(jì)聯(lián)合發(fā)明人Francesco Poletti表示，這一技術(shù)的突破將使運(yùn)營(yíng)商能夠減少約一半至三分之二的放大器站，從而顯著降低運(yùn)營(yíng)成本。隨著中空光纖技術(shù)的不斷成熟和普及，我們有理由相信，未來(lái)的光纖通信將更加高效、節(jié)能和可靠。