七大光纖技術匯總

EYDF光纖
    在解決光纖的非線性方面，采用共參雜Yb或La(鑭)等稀土元素制作出EYDF光纖。這種光纖幾乎無FWM發(fā)生。這是因為Yb離子與Er離子集結后增大了Er離子間的距離，解決了由于Ev離子過度集中集結而引起的濃度消光，同時也增加了Er離子摻雜量，提高了增益系數(shù)，從而降低了非線性。
    對于L波段(1570 1610nm)放大光纖，已報導日本住友電工研發(fā)的采用C波段EDF需要長度的1/3短尺寸EDF而擴大到L波段的EDF。制作成功適合40Gb/s高速率傳輸，總色散為零的L波段三級結構光纖放大器。該放大器第一段為具有負色散的常規(guī)EDF，而第二、三段波長色散值為正值的短尺寸EDF。
    對于S波段(1460 1530nm)放大光纖，日本NEC公司采用雙波長泵浦GS-TD FA進行了10.92Tb/s的長距離傳輸試驗，利用1440nm和1560nm雙波長激光器(LD)實現(xiàn)了29%的轉(zhuǎn)換率;NTT采用單波和 1440nm雙通道泵浦激光器實現(xiàn)了42%的轉(zhuǎn)換率(摻銩濃度為6000ppm);Alcatel公司采用1240和1400nm多波喇曼激光器實現(xiàn)了 48%轉(zhuǎn)換率，同時利用800nm鈦蘭寶石激光器和1400nm多級喇曼激光器雙波長泵浦實現(xiàn)了50%的轉(zhuǎn)換率，最新報導日本旭硝公司又提出了以鉍(Bi)族氧化物玻璃為基質(zhì)材料的S波段泵浦放大方案。簡而言之，需要解決的主要技術課題是如何降低聲子能量成份的摻雜量和提高量子效率問題。
超連續(xù)波(SC)發(fā)生用光纖
    超連續(xù)波是強光脈沖在透明介質(zhì)中傳輸時光譜超寬帶現(xiàn)象。做為新一代多載波光源受到業(yè)界廣泛關注。從1970年Alfano和shapiro在大容量玻璃中觀察到的超寬帶光發(fā)生以來，已先后在光纖，半導體材料、水等多種多樣物質(zhì)中觀察到超寬帶光發(fā)生。
    采用單模光纖的SC光源就是應用上述復數(shù)光源方法進行解決技術課題的一個有效手段。
    1997年，日本NTT公司研發(fā)成功雙包層和4包層折射率分布結構，芯經(jīng)沿長度方向(縱向)呈現(xiàn)錐形分布，具有凸型色散特性的光纖。2000年又研發(fā)成功采用SC光的保偏光纖(PM-SC光纖)。
    高非線性SC光纖大都采用光子晶體纖維和錐形組徑纖芯纖維的高封閉結構，光子晶體纖維制造技術已取得了新的突破，今后的研究方向是低成本SC光纖制造技術及如何在下一代網(wǎng)絡中具體應用。
光器件用光纖
    隨著大量光通信網(wǎng)的建設和擴容，有源和無源器件的用量不斷增大。其中應用最多的是光纖型器件，主要有光纖放大器、光纖耦合器、光分波合波器、光纖光柵(FG)、AWG等。上述光器件必須具有低損耗、高可靠性、易于和通信光纖進行低損耗耦合和連接才能應用于通信網(wǎng)絡中。于是就研發(fā)生產(chǎn)出了FG用光纖和器件耦合用光纖(LP用光纖)。
    FG是石英系光纖中的GeO2、B2O3、P2O5等摻雜劑受紫外光照射或與H2發(fā)生化學反應后由于玻璃密度變化而引起折射率變化形成的。紫外線感應折射率的變化值因玻璃成份不同而不同，所以為了提高光敏特性，實現(xiàn)FG的長期溫度穩(wěn)定性，又研究了摻雜Sn，Sb等重金屬而解決紫外線吸收問題。
    現(xiàn)已開發(fā)研制出各種降低FBG損耗的光纖。如波導結構多層膜埋入光纖等，為進一步降低損耗，必須使包層和芯部的光敏特性盡量一致。在光敏特性變化量為10%、折射率變化量為1 10-3時則損耗值可小于0.1dB。
    光器件用耦合光纖是隨著AWG與PLC光器件性能不斷提高而發(fā)展起來的，已開發(fā)出與PLC的MFD值相同的高△光纖;通過熱擴散膨脹法(TEC)使普通光纖高△值光纖的MFD達到一致，這種新型光纖采用的TEC法可以使光纖的連接損耗由原來的1.5dB降至目前的0.1dB以下。
    在解決光纖的非線性方面，采用共參雜Yb或La(鑭)等稀土元素制作出EYDF光纖。這種光纖幾乎無FWM發(fā)生。這是因為Yb離子與Er離子集結后增大了Er離子間的距離，解決了由于Ev離子過度集中集結而引起的濃度消光，同時也增加了Er離子摻雜量，提高了增益系數(shù)，從而降低了非線性。
    對于L波段(1570 1610nm)放大光纖，已報導日本住友電工研發(fā)的采用C波段EDF需要長度的1/3短尺寸EDF而擴大到L波段的EDF。制作成功適合40Gb/s高速率傳輸，總色散為零的L波段三級結構光纖放大器。該放大器第一段為具有負色散的常規(guī)EDF，而第二、三段波長色散值為正值的短尺寸EDF。
    對于S波段(1460 1530nm)放大光纖，日本NEC公司采用雙波長泵浦GS-TD FA進行了10.92Tb/s的長距離傳輸試驗，利用1440nm和1560nm雙波長激光器(LD)實現(xiàn)了29%的轉(zhuǎn)換率;NTT采用單波和 1440nm雙通道泵浦激光器實現(xiàn)了42%的轉(zhuǎn)換率(摻銩濃度為6000ppm);Alcatel公司采用1240和1400nm多波喇曼激光器實現(xiàn)了 48%轉(zhuǎn)換率，同時利用800nm鈦蘭寶石激光器和1400nm多級喇曼激光器雙波長泵浦實現(xiàn)了50%的轉(zhuǎn)換率，最新報導日本旭硝公司又提出了以鉍(Bi)族氧化物玻璃為基質(zhì)材料的S波段泵浦放大方案。簡而言之，需要解決的主要技術課題是如何降低聲子能量成份的摻雜量和提高量子效率問題。
超連續(xù)波(SC)發(fā)生用光纖
    超連續(xù)波是強光脈沖在透明介質(zhì)中傳輸時光譜超寬帶現(xiàn)象。做為新一代多載波光源受到業(yè)界廣泛關注。從1970年Alfano和shapiro在大容量玻璃中觀察到的超寬帶光發(fā)生以來，已先后在光纖，半導體材料、水等多種多樣物質(zhì)中觀察到超寬帶光發(fā)生。
    采用單模光纖的SC光源就是應用上述復數(shù)光源方法進行解決技術課題的一個有效手段。
    1997年，日本NTT公司研發(fā)成功雙包層和4包層折射率分布結構，芯經(jīng)沿長度方向(縱向)呈現(xiàn)錐形分布，具有凸型色散特性的光纖。2000年又研發(fā)成功采用SC光的保偏光纖(PM-SC光纖)。
    高非線性SC光纖大都采用光子晶體纖維和錐形組徑纖芯纖維的高封閉結構，光子晶體纖維制造技術已取得了新的突破，今后的研究方向是低成本SC光纖制造技術及如何在下一代網(wǎng)絡中具體應用。
光器件用光纖
    隨著大量光通信網(wǎng)的建設和擴容，有源和無源器件的用量不斷增大。其中應用最多的是光纖型器件，主要有光纖放大器、光纖耦合器、光分波合波器、光纖光柵(FG)、AWG等。上述光器件必須具有低損耗、高可靠性、易于和通信光纖進行低損耗耦合和連接才能應用于通信網(wǎng)絡中。于是就研發(fā)生產(chǎn)出了FG用光纖和器件耦合用光纖(LP用光纖)。
    FG是石英系光纖中的GeO2、B2O3、P2O5等摻雜劑受紫外光照射或與H2發(fā)生化學反應后由于玻璃密度變化而引起折射率變化形成的。紫外線感應折射率的變化值因玻璃成份不同而不同，所以為了提高光敏特性，實現(xiàn)FG的長期溫度穩(wěn)定性，又研究了摻雜Sn，Sb等重金屬而解決紫外線吸收問題。
    現(xiàn)已開發(fā)研制出各種降低FBG損耗的光纖。如波導結構多層膜埋入光纖等，為進一步降低損耗，必須使包層和芯部的光敏特性盡量一致。在光敏特性變化量為10%、折射率變化量為1 10-3時則損耗值可小于0.1dB。
    光器件用耦合光纖是隨著AWG與PLC光器件性能不斷提高而發(fā)展起來的，已開發(fā)出與PLC的MFD值相同的高△光纖;通過熱擴散膨脹法(TEC)使普通光纖高△值光纖的MFD達到一致，這種新型光纖采用的TEC法可以使光纖的連接損耗由原來的1.5dB降至目前的0.1dB以下。
保偏光纖
    保偏光纖最早是用于相干光傳輸而被研發(fā)出來的光纖。此后，用于光纖陀螺等光纖傳感器技術領域。近幾年來，由于DWDM傳輸系統(tǒng)中的波分復用數(shù)量的增加和高速化的發(fā)展，保偏光纖得到了更加廣泛地應用。目前應用最多的是熊貓光纖(PANDA)。
    PANDA光纖目前大量用作尾纖使用，與其它光纖器件相連接為一體在系統(tǒng)中使用。
    單模不可剝離光纖(SM-NSP) 單模不可剝離光纖是一種即使去除光纖被復層以后仍有NSP聚脂層保留在光纖包層表面，以保護光纖的機械性能和高可靠性的新型光纖。
    SM-NSP光纖與常規(guī)SM光纖具有相同的外徑、偏心量、不因度精度。但是ASM-NSP光纖具有的機械強度大大高于SM，具有優(yōu)良的可靠性，接續(xù)試驗表明，無論是SM-NSP光纖相互連接還是把SM-NSP光纖與SM光纖連接，其接續(xù)特性、耐環(huán)境性能均良好?？蓮V泛用于傳輸系統(tǒng)的光纖，是一種理想的新型配線光纖。
深紫外光傳輸用光纖(DUV)
    目前固體激光器和氣體激光器研究的課題之一就是深紫外光領域(250nm)的激光器振蕩技術。在固體激光器領域，采用CLBO(CsLiB6O10)結晶的Nd:YAG激光器的四倍波(=266nm)、五倍波(=213nm);在氣體激光器領域，F(xiàn)2(=157nm)，KY2(=148nm)，Ar2 (=126nm)，而采用ArF的環(huán)氧樹脂激光器的振高波長=193nm等。
    在半導體基片表面處理，在生物化學領域中對DNA的分析測試和化驗、在醫(yī)療領域內(nèi)對近視治療等應用領域中，深紫外光都得到了極其廣泛的應用。對能傳輸深紫外光的光纖開發(fā)工作也成為人所關注的重大技術課題。
    從DUV光纖的損耗光譜化可以看出，在波長為=200nm時，傳輸損耗發(fā)生急聚變化，而在1240和1380nm處出現(xiàn)二個峰值，我們認為這是由OH的伸縮振動引起的吸收造成的。
    相同的預制棒在拉絲過程中因拉絲條件不?絲速度為0.5m/分，爐溫為1780℃時，光纖損耗值最小，光使用波長為193nmArF激光源時，最小透過率約為60%/m。光纖的損耗是隨拉絲速度加快，爐溫升高而增加，在220nm波長處產(chǎn)生吸收增加，這種增加值是由E\"中心引起的，屬拉絲工藝缺欠造在的。