近期,南安普頓大學(xué)和加拿大拉瓦爾大學(xué)的研究人員首次成功測量了反諧振空心光纖的反向散射,其反射率僅為傳統(tǒng)光纖的1/10000。
光纖,一直以來都是眾多光子應(yīng)用取得進展的關(guān)鍵所在,尤其對網(wǎng)絡(luò)通信而言更是至關(guān)重要。而在光纖進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,卻存在一個不可避免的問題,即光在光纖中傳輸時,除了所需的向前傳輸,還會有一小部分光向后反射,被稱為反向散射。這種反向散射會導(dǎo)致光纖傳播的信號衰減,從而也在一定程度上限制了眾多光纖設(shè)備的性能,例如導(dǎo)航飛機、潛艇以及航天器的光纖陀螺儀。
但是,在一些特定情況下(如已安裝光纜的特性分析、光纜的實時監(jiān)測、光纜的破損位置識別等),卻需要對反向散射進行可靠和準(zhǔn)確的測量。
在南安普頓大學(xué)的LightPipe研究計劃中曾提出一種最新一代的反諧振空心無節(jié)點光纖(NANFs),該光纖反向散射極低,一直以來都未能被成功測量。
因此,為了解決這一問題,南安普頓大學(xué)和加拿大拉瓦爾大學(xué)的研究人員合作開發(fā)了一種新型光學(xué)頻域反射儀(OFDR),如圖1所示,其核心是通過聲光調(diào)制器(AOM)產(chǎn)生的27 MHz頻移的自外差Mach-Zehnder干涉儀,并且在犧牲多功能性和空間分辨率的基礎(chǔ)下,對靈敏度和動態(tài)范圍進行了優(yōu)化,且最終測試結(jié)果證明,該NANFs光纖比傳統(tǒng)光纖的反向散射降低了10000倍。
圖1 工作波長為1539.8 nm的相干OFDR的示意圖以及待測試光纖
拉瓦爾大學(xué)光子學(xué)和激光中心(ORC)的負(fù)責(zé)人Eric Numkam Fokoua教授還表示:“在空心光纖技術(shù)本身的發(fā)展中,測量如此低的反向散射信號的能力是至關(guān)重要的,因為這項能力是在制造的空心光纖和電纜中進行分布式故障查找的關(guān)鍵途徑。現(xiàn)有的測量技術(shù)敏感性較低,無法與新型空心光纖同時使用,而這項工作恰為這一問題的完美解決方案?!?