1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学烟台研究院先进光纤传感技术研发中心，山东 烟台 264006
3 新南威尔士大学电气工程与电信学院，悉尼 NSW2052
光纤构成了当今世界通讯的主干网络，已成为人类活动的底层构架。近年来，物联网万物互联对光纤传输带宽的需求急剧增加，光纤功能更是从单一的信息传输扩展到了信息传输和感知一体化，特种石英光纤是实现该目标的一个重要组成部分，其研发成为了热点。特种光纤的复杂结构和多组分掺杂给其高效制造提出了挑战。本文围绕增材制造技术在特种石英光纤高效制备方面的难题、探索及进展进行总结梳理，首先重点报告在基于紫外光固化的增材制造技术路线下，如何克服大尺寸石英增材制造中陶瓷化和塌缩的难题，发展适合的增材技术用于制备特种石英光纤预制棒，以拉制出所需的特种光纤。然后介绍直接墨水书写与选择性激光熔融等不同增材技术用于石英光纤预制棒制造的近期进展。最后对增材制造在石英光纤制造中存在的问题和未来发展趋势进行简要讨论与展望。
光纤光学 增材制造 光纤预制棒制造 特种光纤 有源光纤 激光与光电子学进展
2022, 59(15): 1516003
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510641
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
针对化学气相沉积法制备的光纤组分变化范围受限的问题,介绍了近年来发展迅速的光纤拉丝法(MIT),并从预制棒芯原料为玻璃、半导体、晶体角度总结归纳近年来MIT法制备特种光纤的重要进展,分析了所制备特种光纤的性能和应用特点。最后对这种拉制光纤的方法存在的问题和未来发展趋势进行了展望。
光纤制备 光纤拉丝法(MIT) 特种光纤 光纤应用 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170601
1 暨南大学光子技术研究院, 广东 广州 510632
2 中山大学电子与信息工程学院光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510006
3 暨南大学信息科学技术学院电子工程系, 广东 广州 510632
复杂光场通常是指相位、振幅和偏振等具有特殊分布的结构光场,包括以轨道角动量模式为代表的涡旋光场和以偏振态非均匀分布的矢量光场。利用复杂光场构建多维复用光纤通信系统已成为空分复用光通信技术的研究热点。介绍了通过光纤实现复杂光场产生、调控、传输的方法;简述了新型环形纤芯光纤在低复杂度、短距模式复用光纤通信系统中的应用;介绍了基于Q玻片的短距直接检测矢量模式复用光纤通信系统实验;简要分析了光纤光栅耦合模式转换法,以及利用少模光纤实现一阶和二阶轨道角动量模式的产生方案;同时介绍了利用一维和二维周期渐变相位光栅测量涡旋光场特性的技术方案。光纤损耗和模式串扰是限制基于复杂光场的模式复用光纤通信系统性能的关键因素;基于光纤产生和调控高阶复杂光场仍然具有很大的挑战性。复杂光场模式复用技术作为一种基于光纤本征模式的复用技术,与其相关的研究在未来超大容量模式复用光纤通信系统中具有重要的研究意义和潜在的应用价值。
物理光学 光通信 涡旋光场 矢量光场 特种光纤 模式复用 空分复用
1 长飞光纤光缆股份有限公司特种产品事业部光纤光缆制备技术国家重点实验室，湖北 武汉 430073
2 华中科技大学光学与电子信息学院，武汉国家光电实验室&下一代互联网接入系统国家工程实验室，湖北 武汉 430074
本文介绍了主流的特种光纤制备技术及其特点，并根据特种光纤在众多光纤传感领域的应用实例报道了熊猫型保偏光纤、旋转光纤、特殊环境用光纤以及分布式光纤传感用的新型光纤等特种光纤的研发方向及取得的成果。相比传统采用通信光纤的传感应用，基于特种光纤的光纤传感展现出明显的性能优势，并且衍生出多种新型传感机理的光纤传感系统。
光纤传感 特种光纤 分布式传感 光纤陀螺 电流互感器 fiber optic sensing specialty fiber distributed sensing fiber optic gyroscope fiber optic current transformer
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
提出了一种锥形三包层石英特种光纤(TTCQSF)的折射率与温度传感器。它是通过对2根单模光纤(SMF)之间熔接的三包层石英特种光纤(TCQSF)熔融拉锥得到的SMF-TTCQSF-SMF 级联结构，形成了光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。由于TTCQSF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界环境的变化而改变，从而引起传感器干涉谱的变化，因此可以通过检测传感光谱的变化实现对外界物理量的测量。分别对该传感器进行折射率和温度传感实验，实验结果表明，当溶液折射率在1.3350~1.3466范围、温度在25.7 ℃~94.9 ℃范围内时，随着折射率和温度的增加，传感器的传输光谱分别出现红移和蓝移现象，其折射率灵敏度和温度灵敏度分别为1673.94 nm/RIU 和-0.061 nm/℃，且均具有很好的线性度,其中RIU为单位折射率。该传感器制作简单、灵敏度高，在生物化学、工业生产的折射率和温度测量场合具有较好的应用前景。
光纤光学 三包层石英特种光纤 马赫-曾德尔干涉仪 折射率 温度 光学学报
2015, 35(12): 1206003
光纤通信技术和网络国家重点实验室,烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
开发出一种高性能保偏光纤的制造工艺,并制备出包层直径为80 μm的细径高性能保偏光纤。试验表明:该光纤具有优良的全温(-50 ℃~85 ℃)偏振串音性能,光纤全温串音变化典型值在3.23 dB,具有良好抗弯曲性能和良好的端面研磨性。
保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 光纤制备 polarization maintaining optical fibers fiber optical gyroscope specialty fiber optical fiber fabrication
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室，湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430074
开发了一种高性能PMF(保偏光纤)的制造工艺，并制备出包层直径为80 μm的细径高性能PMF。试验结果表明，该光纤具有优良的全温(－50～85 ℃)偏振串音性能，光纤全温偏振串音变化典型值为3.232 dB，具有良好的抗弯曲性能和良好的端面研磨性。
保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 制备 应用 PMF fiber-optic gyroscope specialty fiber fabrication application
1 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室培育基地, 上海 200072
2 上海大学通信与信息工程学院, 上海 200072
提出了一种基于强度检测的包层模谐振特种光纤传感系统。包层模谐振特种光纤是一种新型的传感元件，对折射率和弯曲等物理量十分敏感。利用它的光谱滤波特性，结合分布式反馈激光器的窄带光谱，可将传感参量改变而引起的光谱移动，最终转化为光强度的变化。在该传感系统中设置了参考光路，抑制了光源波动对实验结果的影响。分析了传感系统中其他影响传感精度的因素。这种方法基于光强度的测量，采用全光设计，无需机械部件调谐，具有方法简单、成本低廉等优点。通过实验，实现了0.0005 R.I.U.(单位折射率)的解调精度。
光纤传感 强度检测 特种光纤 包层模谐振
烽火通信股份有限公司光纤研发部,武汉,430073
对器件用特种单模光纤的弯曲损耗进行了理论分析,并采用Matlab对弯曲损耗进行了仿真数值分析,研究了单模光纤宏弯损耗和微弯损耗随光纤波导结构及波长的变化规律,并优化了光纤波导结构,开发出抗弯性能优良的单模光纤,同时具有较低的熔接损耗.
选择截止 特种光纤 单模光纤 弯曲损耗 selective cut-off specialty optical fiber single m
