【概述】相比于传统的实芯光纤，在空气区域导光的空芯光纤具有低延迟、低色散、低非线性、高光致损伤阈值、抗干扰和可填充液体或气体的高度灵活性等优势。近年来，随着空芯光纤技术的飞速发展，反谐振反射型空芯光纤脱颖而出，展现出可以打破石英光纤瑞利散射极限，实现超低损耗的潜力。优秀的光学性能使空芯光纤被冠以“光V2.0”的美誉。2022年，暨南大学汪滢莹教授课题组使用一种新结构—双壁厚准四重旋转对称的半管结构，设计并制备出世界首款双折射接近10-4的高双折射反谐振空芯光纤，实验测试了在1550nm附近可实现约133nm带宽保偏光传输。
研究方法
将双壁厚的准四重对称设计与半管结构相结合是研究团队的核心设计思想：前者可以在光纤中产生偏振相关性的反交叉效应（一种模式耦合效应）以产生双折射，而后者则可以借助灵活的自由度，通过调节圆弧的长度来改变包层结构中空气区域的大小，进而实现尽可能高效的反谐振反射来降低光纤的传输损耗。仿真计算表明，该光纤可同时实现宽带的高双折射10-4，且最低损耗小于20 dB/km。
研究结果
经改良的堆积拉制方法验证了该光纤具有实际制备的可行性。实际拉制的光纤展现出双折射9.1×10-5、带宽133 nm、最低损耗185 dB/km的优良性能。利用11 m长光纤实现了偏振消光比约30 dB的宽带保偏光传输，且可以抵抗弯曲或温度条件变化引入的扰动。图1为实验示意图：测量结果显示在1580 nm处、1190 nm处的群双折射零点，相位双折射约1.5×10-5。
图1 保偏反谐振光纤（a）扫描电镜图，（b）群双折射（Bg）与相双折射（Bp）测量与仿真曲线，（c、d）两偏振方向传输与损耗谱
密尔点评
（1）研究团队的成果值得进一步优化量产制备工艺，优化光纤的光学性能与偏振特性，可以在一些实际系统中启动应用研究；
（2） “偏振特性”的补强将进一步助力空芯光纤的广泛实际应用发展，在高精度光纤陀螺、激光器系统、激光医疗传感等领域应用将进一步拓展。
