近日，科技界传来一项令人瞩目的进展，微软支持的Lumenisity团队在《自然・光子学》期刊上发表了他们的最新研究成果。这项研究聚焦于中空光纤技术，实现了前所未有的信号损耗纪录——在1550纳米波长下，损耗低至0.091 dB / km。
这项成就不仅突破了自上世纪80年代以来硅基光纤的0.14 dB / km损耗下限，更是被专家誉为波导技术领域40年来的最大突破。长期以来，硅基光纤的损耗问题一直是制约光纤通信距离和效率的关键因素之一。
传统的单模光纤采用玻璃作为导光介质，信号传输速度约为真空光速的三分之二。而Lumenisity团队研发的中空光纤则通过空气传输光子，不仅延迟几乎减半，非线性效应也显著降低。然而，在此之前，中空光纤的能量泄漏问题一直难以解决，普遍超过1 dB / km，限制了其长距离应用。
此次突破的核心在于双嵌套无节点反共振设计（DNANF）。该技术利用微米级同心玻璃管反射光线，有效抑制了高阶模式的泄漏。通过光学时域反射计等多种测试方法，团队最终测得衰减低于0.1 dB / km，且在66THz带宽内均保持低于0.2 dB / km的优异表现。这一成绩远超硅基光纤的窄波段优势。
中空光纤的色散问题也得到了显著改善。色散是指不同波长的光在介质中传播速度不同，可能导致信号失真。而Lumenisity团队研发的中空光纤的色散仅为传统光纤的七分之一，这将有助于简化收发器设计，降低网络设备的能耗。
微软在2022年收购Lumenisity时，中空光纤的损耗仍高达2.5 dB / km。然而，在短短几年内，通过团队的不懈努力，损耗已降至前所未有的低水平。微软已在Azure网络中试运行了1200公里的新纤，并在Ignite大会上宣布计划在未来两年内部署1.5万公里的中空光纤，以支撑其AI业务的快速发展。
设计联合发明人Francesco Poletti表示，这一技术的突破将使运营商能够减少约一半至三分之二的放大器站，从而显著降低运营成本。随着中空光纤技术的不断成熟和普及，我们有理由相信，未来的光纤通信将更加高效、节能和可靠。
