中空氣核光纖問世　傳輸距離延長五成

光纖是全球數據通訊的「高速公路」，但傳統石英玻璃光纖雖經過數十年的優化，仍有先天限制：訊號在傳輸過程中會逐漸衰減。一般來說，當光纖訊號傳輸約 20 公里後，便會有一半光線流失，必須依靠光學放大器來補強，才能繼續進行跨洲或海底電纜的長距離傳輸。雖然降低訊號損失的方法已有進展，但通常只能針對特定波長範圍，限制了可承載的數據容量，成為數十年來光纖通訊的瓶頸。

南安普敦大學 Francesco Poletti 團隊近日開發出一種全新設計的光纖，有別於傳統實心玻璃核心，他們在纖芯處引入「中空氣核」，並以精細排列的石英玻璃薄環構成微結構，精準引導光線傳輸。這種「微結構中空光纖」在實驗中展現驚人成效：在常用的通訊波長下，每公里的光學損耗僅 0.091 分貝，意味著訊號在需要增幅前可比現有光纖多傳輸約五成距離。

新光纖能傳得更快 傳超出5成距離

更重要的是，新光纖展現了前所未見的寬廣傳輸視窗，代表能同時容納更多不同波長的光訊號，以減少失真並提升資料傳輸量。這對因應未來網際網路、雲端運算、人工智慧和物聯網等龐大數據需求，具有突破性意義。研究團隊指出，若進一步增加中空核心直徑並減少吸收性氣體的殘留，光學損耗還能再降低。

研究作者表示，隨著量產技術、結構精準度和純淨度的提升，這類中空微結構光纖有望成為下一代的關鍵導光技術，為光纖通訊帶來革命性飛躍。這不僅有助於提升跨洲際通訊與海底電纜的效率，也可能在資料中心、高速交易及新興的量子網路應用中發揮關鍵作用。這項成果已刊登於《自然光子學》（Nature Photonics），為未來全球資訊傳輸的基礎設施開啟了新篇章。

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首圖來源：Gemini AI(CC BY 4.0)

圖片來源:Nature Photonics(CC BY 4.0)

參考論文：
1、Broadband optical fibre with an attenuation lower than 0.1 decibel per kilometreNature Photonics

延伸閱讀：
1、聽！光纖線竟成蟬聲捕手：高科技揭秘自然界的交響曲