美國(guó)威斯康星大學(xué)研究人員在發(fā)現(xiàn)了一種讓多個(gè)光束在單股光纖中傳播的方法后，大學(xué)工程師們又發(fā)現(xiàn)他們研發(fā)的新型光纖結(jié)構(gòu)能夠傳輸高質(zhì)量的圖像，并且與當(dāng)今廣泛使用的內(nèi)窺鏡光纖成像效果類(lèi)似，甚至效果更佳。

　　該項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅有助于研發(fā)新一代高速通訊技術(shù)，還能為生物醫(yī)學(xué)成像提供幫助。

　　當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的主力——傳統(tǒng)光纖僅有能通過(guò)單束光線的渠道。為了能夠傳輸更多數(shù)據(jù)，電氣工程副教授Arash Mafi 和研究生研究助理Salman Karbasi 在2013年研發(fā)出了一種多芯光纖。

　　Mafi和Karbasi利用一種被稱(chēng)為“安德森定域化”的現(xiàn)象設(shè)計(jì)出一種具有強(qiáng)大散射機(jī)制的光纖，這種散射機(jī)制能使光束鎖定在光纖內(nèi)。

　　這種光線由兩種可以分散光線的聚合物隨機(jī)分布構(gòu)成。光纖混亂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能讓光束穿過(guò)光纖并使外側(cè)凝固，可容納多束光線。

　　Mafi表示：“我認(rèn)為這種光線可以傳輸圖像。但是據(jù)估計(jì)分辨率和對(duì)比度不會(huì)非常高。”研究小組使用該種光纖下載了一個(gè)寬30微米的圖像（約為人類(lèi)頭發(fā)粗細(xì)的三分之一）。光纖的另一頭連接鏡頭，將放大的圖像投射到屏幕上。Mafi表示這種光纖可實(shí)現(xiàn)直接一對(duì)一的低像素，高對(duì)比度的圖像傳輸。他說(shuō)：“我們對(duì)能夠使用這種光線傳輸如此高質(zhì)量的圖像感到十分驚訝，圖像質(zhì)量并沒(méi)有因?yàn)楣饫w內(nèi)部雜亂無(wú)章受到影響。”

　　參與此次編寫(xiě)研究論文的還有威斯康星大學(xué)本科生 Ryan Frazier，和克萊姆森大學(xué)的Thomas Hawkins 和 John Ballato 。

　　接下來(lái)研究人員將進(jìn)一步改善光纖構(gòu)建流程，以減少數(shù)據(jù)流失。

　　Nufern推出新型光纖：適用于連續(xù)光纖激光器

　　Nufern公司宣布進(jìn)一步擴(kuò)充其已經(jīng)取得成功的匹配型NuMATCH光纖產(chǎn)品線，新型系列光纖被稱(chēng)之為NuMATCH+或者M(jìn)+。該系列光纖在技術(shù)指標(biāo)公差控制方面比M系列光纖高出25%以上，并且在業(yè)界首次限定的模場(chǎng)直徑（MFD）指標(biāo)。這些獨(dú)一無(wú)二的性能導(dǎo)致M+系列光纖家族在有源和無(wú)源光纖熔接時(shí)能夠獲得最可能低的熔接損耗。

　　Nufern首先推出的超匹配N(xiāo)uMATCH+光纖包括摻鐿的20/400和30/250大模場(chǎng)光纖以及他們超匹配的無(wú)源光纖，其中20/400-M+光纖是適合連續(xù)光纖激光器的理想光纖，尤其適合高功率應(yīng)用，而30/250-M+光纖則針對(duì)脈沖應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)。這些M+系列光纖采用了業(yè)界最新一代的玻璃組分和最嚴(yán)格的物理尺寸控制以及模場(chǎng)直徑（MFD）指標(biāo)控制。進(jìn)一步提升的公差控制水平以及嚴(yán)格的模場(chǎng)直徑（MFD）指標(biāo)控制的M+光纖能夠在有源和無(wú)源光纖實(shí)現(xiàn)低損耗熔接方面提升兼容性，使用M+系列光纖能夠?qū)崿F(xiàn)最堅(jiān)固的，最低損耗的光纖激光器或者光纖放大器光路鏈路。

　　光纖產(chǎn)品線經(jīng)理George Oulundsen指出：“為了回應(yīng)客戶(hù)對(duì)我們已經(jīng)成功推出的NuMATCH系列光纖的反饋，我們決定進(jìn)一步擴(kuò)充我們匹配型光纖的產(chǎn)品線，退出M+系列光纖，這些超精密匹配光纖在M系列光纖的基礎(chǔ)上提供了更為嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)公差范圍，并且在光纖業(yè)界第一次提供了大模場(chǎng)光纖模場(chǎng)直徑（MFD）的技術(shù)指標(biāo)，這將確保用戶(hù)在使用M+光纖進(jìn)行有源和無(wú)源光纖熔接時(shí)能夠獲得可能最佳的性能表現(xiàn)。”

新型光導(dǎo)纖維傳輸速度達(dá)光速99.7%

　　英國(guó)南安普頓大學(xué)的研究人員制作出一種新型光導(dǎo)纖維，能夠以99.7%的光速傳輸數(shù)據(jù)。

　　研究人員利用這種新型光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)了73.7Tbps的數(shù)據(jù)傳輸速度——大約相當(dāng)于10TBps，較當(dāng)今最先進(jìn)的49Gb光導(dǎo)纖維快了1000倍，而且延遲率為降低。

　　真空中的光速299，792，458米/秒。但在其他介質(zhì)中的速度通常會(huì)慢很多。在用石英玻璃制成的常規(guī)光導(dǎo)纖維中，光速會(huì)放慢31%。事實(shí)上，光在空氣中的傳輸速度反而快于玻璃，正因如此，南安普頓大學(xué)的研究人員才使用了一種幾乎完全填充空氣的中空光導(dǎo)纖維。

　　這并非研究人員首次嘗試制作中空光導(dǎo)纖維，但此前在碰到彎曲部位時(shí)遇到了困難。在普通的光導(dǎo)纖維中，玻璃或塑料材料有一定的折射率，可以引導(dǎo)光線在光導(dǎo)纖維內(nèi)的走向，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。而如果移除玻璃或塑料，光線就會(huì)射向外部，導(dǎo)致信號(hào)立刻缺失。每段光導(dǎo)纖維中的玻璃和空氣的接觸面也會(huì)產(chǎn)生干擾，并限制整體的光頻帶寬。

　　研究人員通過(guò)徹底改進(jìn)中空設(shè)計(jì)來(lái)克服了這個(gè)問(wèn)題，使用了一種光子帶隙邊緣，以及遠(yuǎn)好于常規(guī)光導(dǎo)纖維的延遲率，從而使得光線和數(shù)據(jù)的傳輸速度提升了31%。

　　為了實(shí)現(xiàn)73.7Tbps的傳輸速度，研究人員還使用波分復(fù)用來(lái)傳輸三個(gè)96信道的模式，每個(gè)信道的速度為256Gpbs。模分復(fù)用是一種新技術(shù)，涉及到空間濾波——通過(guò)偏振器來(lái)旋轉(zhuǎn)信號(hào)，以便使用更多的光導(dǎo)纖維。但無(wú)論如何，這是目前在實(shí)驗(yàn)室中所能實(shí)現(xiàn)的最快的數(shù)據(jù)傳輸速度之一。

　　從實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)看，3.5dB/km的損耗完全可以接受，但短期內(nèi)無(wú)法替代傳統(tǒng)的光導(dǎo)纖維。不過(guò)在數(shù)據(jù)中心和超級(jí)計(jì)算機(jī)互聯(lián)等短距離傳輸領(lǐng)域，這種光導(dǎo)纖維卻可以極大地提升速度，并改善延遲狀況。

　　新型光纖：可當(dāng)太陽(yáng)能電池 比頭發(fā)絲還細(xì)

　　最新一期《先進(jìn)材料》雜志上刊登了這樣一則消息：來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的一支科研團(tuán)隊(duì)成功研制出一種比頭發(fā)絲還細(xì)，可以作為太能電池使用的硅光纖。據(jù)悉，這種光纖的主要功能不是用來(lái)傳遞或者使用能量，更多的是產(chǎn)生能量。將光纖轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能電池的邏輯看似就有違正常思路，不過(guò)科研人員們卻完成了這項(xiàng)研究。

　　在他們?cè)缙诘母邏夯瘜W(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)中，嘗試了將太陽(yáng)能電池材料的微粒一層一層地填入硅光纖的空隙中，結(jié)果這種微小的硅光纖竟然真的可以吸收太陽(yáng)輻射并將其轉(zhuǎn)化成電能。

　　這次成功的嘗試另研究人員們感到無(wú)比興奮，據(jù)該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人說(shuō)：“有了這種硅光纖，我們可以做很多之前想都不敢想的事，比如我們可以將材料塞進(jìn)衣服里，借助衣物就能為設(shè)備充電，或者是用它制成化學(xué)傳感以及生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。”

　　新型光纖讓看3D電影不戴眼鏡成為可能

　　麻省理工學(xué)院的電氣工程師和材料科學(xué)家近日制造出一種神奇的光纖，用其編織成的柔性顯示屏可以播放3D圖像而觀眾不必佩戴特制眼鏡來(lái)觀看。該研究近期發(fā)表在《自然·光學(xué)》網(wǎng)站上。

　　說(shuō)起3D立體顯示技術(shù)，我們會(huì)立即想起3D電影，呈現(xiàn)在眼前的立體效果令人有逼真的、身臨其境的感覺(jué)。但如今主流的3D立體顯示技術(shù)仍然不能使我們擺脫特制眼鏡的束縛，這使得其應(yīng)用范圍以及使用舒適度都打了折扣，而且不少3D技術(shù)若長(zhǎng)時(shí)間體驗(yàn)，會(huì)讓觀眾產(chǎn)生惡心眩暈等感覺(jué)。于是，3D立體顯示能夠持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，就落到了裸眼3D顯示技術(shù)這一前沿科技身上。

　　光纖的工作原理是，在發(fā)送端首先要把傳送的信息（如話音）變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度（頻率）變化而變化，并通過(guò)光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　擁有同樣工作原理的新光纖獨(dú)特之處在于，其纖維的纖芯嵌入了一個(gè)微小的液滴。當(dāng)激光照射液滴時(shí)，會(huì)發(fā)生散射。纖芯的四周覆以多層不同光學(xué)性質(zhì)的材料，發(fā)揮鏡子一樣的作用，這樣就可以有效地創(chuàng)造出360度的激光束。光纖纖芯的四周還有四個(gè)通道，灌入液晶，每條通道與兩個(gè)電極相連，通過(guò)改變施加在液晶上的電壓，可以改變其透明度。雖然結(jié)構(gòu)如此復(fù)雜，但這種光纖的直徑僅為400微米（0.4毫米），而人的頭發(fā)的直徑為100微米，液晶顯示器的像素大約為300微米。

　研究人員可以把很多工作控制在一個(gè)“像素”的基礎(chǔ)上進(jìn)行，即可以沿著纖維從頭到尾、從前到后制作出無(wú)數(shù)的激光點(diǎn)。換句話說(shuō)，如果一個(gè)電視屏幕由這些纖維構(gòu)成，這一邊可以顯示一個(gè)圖像，而另一側(cè)可以顯示不同的圖像。這樣坐在電視屏幕前的不同觀眾，可以看到完全不同的電視節(jié)目。同樣，觀眾不用戴3D眼鏡就可以觀看完美的3D影像，而且坐在電視屏幕后面的觀眾也能收看。

　　這種光纖的唯一缺點(diǎn)是，目前在每個(gè)光纖中還只能放入一滴液滴。研究人員正在設(shè)法讓液滴來(lái)回運(yùn)動(dòng)的速度足夠快，以形成多像素的效果。更值得注意的是，這種新纖維具有伸展性，可以制成數(shù)公里長(zhǎng)。

　　新纖維可到達(dá)人體的任何部位，因此可以制成高度精確的醫(yī)療裝置。新光纖還可以應(yīng)用于光動(dòng)力療法，即利用光來(lái)激活藥物，光動(dòng)力療法是目前唯一相對(duì)非侵入性的和無(wú)毒的治療癌癥的方法。