上海光学精密机械研究所----上海光机所在表面模调控光子带隙空芯光纤研究中取得系列进展

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超强激光科学卓越创新简报

(第七百十二期)

2025年10月13日

上海光机所在表面模调控光子带隙空芯光纤研究中取得系列进展

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光与光电功能材料部特种玻璃与光纤研究中心利用表面模与芯模反交叉耦合物理机制，设计、制备了在off-resonance窗口的低损耗-高双折射、低损耗近零热时延系数两类光子带隙空芯光纤，相关研究成果以“Surface-mode induced high birefringence in a low-loss 7-cell photonic bandgap hollow-core fiber”和“Demonstration of tuning thermal coefficient of delay of photonic bandgap hollow-core fiber by surface mode”为题发表于Optical Fiber Technology。

光子带隙空芯光纤具有低损耗，低非线性，低时延等传输优点，有益的抗弯性能，使其在光纤陀螺、低延迟光通信等领域具有重要的应用潜力。表面模是一类存在于光子带隙空芯光纤纤芯石英壁精细结构中的模式。在相位匹配波长处，表面模会和芯模发生耦合，引起局域波长处损耗剧增，破坏光纤可用传输带宽。在该波长附近，芯模色散因为模式耦合出现反交叉，并对远离谐振波长处的模式色散产生调制。

研究团队基于表面模调控的原理，通过控制芯壁厚度，将表面模与芯模耦合波长调控至传输窗口边缘，成功制备了具备低损耗，宽带宽，高双折射的7芯光子带隙空芯光纤。该方案采用更简单的制备工艺，制备的光纤传输带覆盖1472-1560nm，带内最低传输损耗为39dB/km，最大双折射可达3.29×10^-3。