在過去幾十年裏，人們(men) 一直用的是傳(chuan) 統的圓柱形光纖。不過最近一種非常先進的光纖技術開始嶄露頭角，這種光纖技術主要依靠每束玻璃內(nei) 部複雜的結構。這種帶有複雜微結構的光纖被稱為(wei) 光子帶隙光纖，目前已經引起了數據通信和電信行業(ye) 的極大興(xing) 趣，因為(wei) 這種光纖與(yu) 傳(chuan) 統的相比具有很多優(you) 勢，它能夠把光有效地限製在芯徑中。實現低損耗、低色散，並減少非線性影響，使光通信用高功率傳(chuan) 送成為(wei) 可能。而通過正在探索的3D打印方法，研究人員將能夠更快、更經濟地創建這種類型的光纖，甚至創造出之前不可想象的結構。

該項目的研究團隊包括南安普頓大學Zepler研究所的Jayanta Sahu教授和他的研究團隊，以及該校工程與(yu) 環境中心的楊守峰博士。研究人員稱，這些新的方法“可能為(wei) 製造出更為(wei) 複雜的光纖結構鋪平道路，該結構有望解鎖從(cong) 生物技術到航空航天和電信等多個(ge) 行業(ye) 的應用。”

各種結構的光子帶隙光纖

這裏稍微科普一下比較冷門的光纖製造工藝，該過程通常需要首先創建一個(ge) 預製棒，然後將其加熱到非常接近二氧化矽或玻璃熔點的溫度。生產(chan) 商會(hui) 借助重力和自動化設備從(cong) 這些接近熔化的材料中拉出細絲(si) ，形成我們(men) 常見的光纖。在這中間，預製棒的結構會(hui) 對基於(yu) 它創建的每個(ge) 光纖的最終結構起到主要作用。於(yu) 是當生產(chan) 商希望製造出帶有複雜微觀結構的光纖時，事情就變得棘手了。

“我們(men) 將開發出全新的多材料增材製造（MMAM）設備，該設備能夠使用二氧化矽和其他含玻璃材料製造出傳(chuan) 統的和帶微結構的光纖幾何形狀。”Sahu教授稱。“我們(men) 提出的方法可以用於(yu) 產(chan) 生複雜的光纖預製棒，而後者如果使用現有製造技術的話就非常困難、費時甚至無法實現。”

“不過這裏還有許多挑戰，包括玻璃相當高的熔化溫度，如果是二氧化矽的話其熔化溫度要達到2000℃；這就需要對摻雜劑、折射率分布與(yu) 波導幾何形狀進行精確控製，並且需要層與(yu) 層之間的過渡是平滑的，否則所得到的光纖性質將被改變。”Sahu教授補充說。

通過逐層3D打印預製棒，研究人員可以控製其複雜的內(nei) 部結構，以及從(cong) 該預製棒中拉出的單個(ge) 光纖的內(nei) 部結構。

英國工程和物理科學研究理事會(hui) （EPSRC）為(wei) 已經為(wei) 南安普頓大學的這個(ge) 項目提供了大約110萬(wan) 美元的資助，研究人員希望能夠在不久之後拿出成果。