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更新时间:2025-12-08
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空芯光纤是光通信领域新型传输介质,以空气(或惰性气体 / 真空)为纤芯传输介质,替代传统光纤的玻璃纤芯,核心优势在于突破玻璃介质对光传输的性能限制。
结构层 | 传统玻芯光纤 | 空芯光纤 |
纤芯 | 高折射率玻璃 | 空气(折射率≈1) |
包层 | 低折射率玻璃 | 微结构周期性空气孔阵列(硅基细丝支撑,横截面呈蜂巢状) |
涂覆层 | 高分子防护层 | 同传统光纤,起机械保护与抗环境干扰作用 |
• 传统光纤:依赖 “全内反射"(光密介质→光疏介质,入射角≥临界角)。
• 空芯光纤:无全反射条件(空气折射率<包层硅基材料),核心通过两种机制导光:
a. 光子带隙型:包层空气孔周期性结构形成光子禁带,约束特定波长光在空芯传输;
b. 反谐振型:包层玻璃管与空芯形成谐振腔,抑制光泄漏,实现宽波段传输。
性能优势 | 技术参数 | 典型应用 |
低时延 | 传输速度较传统光纤提升 47%,时延≈3.46μs/km | 金融高频交易、远程医疗实时信号传输 |
低损耗 | 衰减≤0.09dB/km,无中继传输距离延长 50% | 长距离骨干网、跨洋通信干线 |
大容量 | 非线性效应降低 3-4 个数量级,支持 1000nm + 带宽 | 智算中心互联、超大型数据中心集群 |
高抗损性 | 激光损伤阈值显著高于玻芯光纤 | 高功率激光加工、量子通信光链路 |