一項可實現超長距離通信的技術，甚至可應用到人類未來的火星殖民地——美國的科學家正在研製一種以空氣為(wei) 材質的新型光纖。該光纖擺脫了固體(ti) 材料自身性能的局限，能夠 在太空中實現超遠距離的激光通信，同時還可以應用到大氣汙染探測、高分辨率地圖、軍(jun) 用激光武器等領域。

 　　光纖通信之所以是一種高效率的通信方式，在於(yu) 它利用固體(ti) 材質的光纜，將光信號牢牢束縛在導波管之中，阻止光失去密度或焦點。一般情況下，光的密度會(hui) 隨著傳(chuan) 播距離的增加而逐漸降低，即便是激光這種具備高度定向的光束也一樣。同時，它還無法避免因為(wei) 空氣中其他氣體(ti) 的幹擾而失去焦點。

 　　目前的光纖產(chan) 品，其結構一般由透明的玻璃管芯和由低折射材料製成的包裹外皮組成。外皮的作用是當光試圖逃逸出管芯時，將其反射回來。不過，固體(ti) 材料有著明顯的短板。一是能夠控製和駕馭的能量有限，二是離不開鋪設管道、安裝支架等外部支持，使其無法在諸如大氣層甚至太空這樣的特殊環境中發揮作用。

 　　針對這一情況，本次研究的主持者、美國馬裏蘭(lan) 大學物理學教授霍華德·米爾克伯格，將目光大膽投向了無形的空氣。他和自己的團隊創新出一種可以讓空氣具備玻璃導波管一樣作用的方法。空氣導波管的結構為(wei) ：一個(ge) 由低密度空氣組成的“外壁”，包裹著充滿高密度空氣的內(nei) 芯。而與(yu) 普通光纖一樣，外壁的折射率要低於(yu) 內(nei) 芯。這種結構的“空氣”導波管能夠長距離、無損耗地傳(chuan) 送光信號。

 　　霍華德團隊製造空氣導波管的方法，是使用超強激光脈衝(chong) 。激光脈衝(chong) 能夠在空氣中電離出很細的“光絲(si) ”，而這些光絲(si) 會(hui) 提高周圍空氣的溫度，令空氣擴散，並在其經過之後留下一條低密度的、內(nei) 部空氣折射率低於(yu) 外部氣體(ti) 的空洞。

 　　光絲(si) 存在的時間短得驚人，隻有約一萬(wan) 億(yi) 分之一秒，而空洞則可以存活幾毫秒，幾乎是激光脈衝(chong) 的一百萬(wan) 倍。霍華德團隊認為(wei) ，正因為(wei) 空氣導波管能夠較長時間的存在，因而單個(ge) 的它就可以傳(chuan) 導激光並收集信號。

 　　目前霍華德的團隊正在致力使空氣導波管的長度達到至少50米。憑借該技術，我們(men) 不僅(jin) 可以對大氣上層或核反應堆這樣的極端環境進行化學分析，改進激光雷達的性能以繪製高分辨率的三維地形圖，最終還能在太空中的任意地方隨時交流——讓人類未來的通信方式發生質的改變。