3D打印光纖預制棒技術(shù)或將引爆電信業(yè)革命

　　ICCSZ訊 在當今的數字化時(shí)代，光纖技術(shù)至關(guān)重要，盡管它早已經(jīng)退居幕后，很少被公眾注意。但是密布全球的光纖網(wǎng)絡(luò )，早已成為全球數據通信的大動(dòng)脈。

　　在過(guò)去幾十年里，人們一直用的是傳統的圓柱形光纖。不過(guò)最近一種非常先進(jìn)的光纖技術(shù)開(kāi)始嶄露頭角，這種光纖技術(shù)主要依靠每束玻璃內部復雜的結構。這種帶有復雜微結構的光纖被稱(chēng)為光子帶隙光纖，目前已經(jīng)引起了數據通信和電信行業(yè)的極大興趣，因為這種光纖與傳統的相比具有很多優(yōu)勢，它能夠把光有效地限制在芯徑中。實(shí)現低損耗、低色散，并減少非線(xiàn)性影響，使光通信用高功率傳送成為可能。而通過(guò)正在探索的3D打印方法，研究人員將能夠更快、更經(jīng)濟地創(chuàng )建這種類(lèi)型的光纖，甚至創(chuàng )造出之前不可想象的結構。

　　該項目的研究團隊包括南安普頓大學(xué)Zepler研究所的Jayanta Sahu教授和他的研究團隊，以及該校工程與環(huán)境中心的楊守峰博士。研究人員稱(chēng)，這些新的方法“可能為制造出更為復雜的光纖結構鋪平道路，該結構有望解鎖從生物技術(shù)到航空航天和電信等多個(gè)行業(yè)的應用。”

各種結構的光子帶隙光纖

　　這里稍微科普一下比較冷門(mén)的光纖制造工藝，該過(guò)程通常需要首先創(chuàng )建一個(gè)預制棒，然后將其加熱到非常接近二氧化硅或玻璃熔點(diǎn)的溫度。生產(chǎn)商會(huì )借助重力和自動(dòng)化設備從這些接近熔化的材料中拉出細絲，形成我們常見(jiàn)的光纖。在這中間，預制棒的結構會(huì )對基于它創(chuàng )建的每個(gè)光纖的最終結構起到主要作用。于是當生產(chǎn)商希望制造出帶有復雜微觀(guān)結構的光纖時(shí)，事情就變得棘手了。

　　“我們將開(kāi)發(fā)出全新的多材料增材制造(MMAM)設備，該設備能夠使用二氧化硅和其他含玻璃材料制造出傳統的和帶微結構的光纖幾何形狀。”Sahu教授稱(chēng)。“我們提出的方法可以用于產(chǎn)生復雜的光纖預制棒，而后者如果使用現有制造技術(shù)的話(huà)就非常困難、費時(shí)甚至無(wú)法實(shí)現。”

　　“不過(guò)這里還有許多挑戰，包括玻璃相當高的熔化溫度，如果是二氧化硅的話(huà)其熔化溫度要達到2000℃;這就需要對摻雜劑、折射率分布與波導幾何形狀進(jìn)行精確控制，并且需要層與層之間的過(guò)渡是平滑的，否則所得到的光纖性質(zhì)將被改變。”Sahu教授補充說(shuō)。

　　通過(guò)逐層3D打印預制棒，研究人員可以控制其復雜的內部結構，以及從該預制棒中拉出的單個(gè)光纖的內部結構。

　　英國工程和物理科學(xué)研究理事會(huì )(EPSRC)為已經(jīng)為南安普頓大學(xué)的這個(gè)項目提供了大約110萬(wàn)美元的資助，研究人員希望能夠在不久之后拿出成果。