袁　峰　柯　超　王瑛剑

(1.91497部队　宁波　315122)(2.海军工程大学　武汉　430033)



基于超常媒质的真空光纤理论研究*

袁峰1柯超2王瑛剑2

(1.91497部队宁波315122)(2.海军工程大学武汉430033)

摘要论文介绍一种基于超常媒质的真空光纤,设计了这种新型光纤的物理结构,并从理论角度验证其传输的可行性,然后介绍这种新型光纤相较于传统光纤具有的独特优势,以及对未来通信的影响。

关键词超常媒质; 真空; 光纤; 通信

Vacuum Optical Fiber Theoretical Research Based on the Metamaterial

YUAN Feng1KE Chao2WANG Yingjian2

(1. No. 91497 Troops of PLA, Ningbo315122)(2. Naval University of Engineering, Wuhan430033)

AbstractThe paper introduces the design of the physical structure of vacuum optical fiber based on the metamaterial and verifies the feasibility of transmission in theory. The unique superiority of the new type of optical fiber compared with the conventional optical fiber has been discussed. Finally, its influence on the communication in the future is introduced.

Key Wordsmetamaterial, vacuum, optical fiber, communication

Class NumberTN929

1引言

传统的光纤都是由纤芯和包层两部分组成的,并且纤芯部分和包层部分两种介质不同。由光纤的传输理论可以得知:纤芯的折射率n1比包层的折射率n2大才可以发生全反射现象。由于光纤纤芯的材料使得光纤存在理论上的损耗极限[1]。目前通用的光纤的纤芯材料为二氧化硅,这种光纤的损耗在0.2dB/km左右。2008年Alcatel-Lucent公司设计的4×43Gbit/s WDM信号无中继传输系统采用日本住友超低损耗纯硅光纤,纤芯有效面积110μm2,平均传输损耗为0.167dB/km[2]。据OFC2010年报道,Alcatel-Lucent设计的无中继传输系统中采用日本住友的超低损耗纯硅光纤,其平均传输损耗得到进一步改善,达到了0.162dB/km[3]。但是无论怎样改变光纤纤芯的传输介质,都无法使光纤的损耗降到理论零的极限。基于此,本文将介绍一种新型的光纤,这种光纤的纤芯为真空,外层为超常媒质[4]。这样既可以满足光的传输理论,又可以将光纤的损耗降到理论零的极限。由于这种光纤的特殊结构,可以进一步拓宽光通信的通信带宽,延长光通信的中继距离,将对光纤通信产生深远的影响。……