单孔双芯光纤是一种特殊结构的光纤,其特点是在单个包层(cladding)内包含两根独立纤芯(cores),通过精密设计实现光信号的双通道传输或特殊光学功能。以下是其核心要点:
1. 结构与工作原理
(1)物理结构:
单根光纤的包层内并行排列两根纤芯,共享同一包层和保护涂层。
纤芯间距(几微米至几十微米)和折射率分布可定制,以控制耦合效应。
(2)光传输特性:
两根纤芯可独立传输不同光信号(如不同波长、模式或偏振态)。
通过设计纤芯间距和折射率差,可实现纤芯间低串扰或可控耦合。
2.主要应用场景
(1)光纤通信:
空分复用(SDM)技术,提升单纤传输容量。
双芯可分别传输上下行信号,减少光纤数量。
(2)光纤传感:
双芯干涉用于高灵敏度温度、应变测量(如分布式传感)。
生物医学传感(如双参数同步检测)。
(3)光学器件:
制作耦合器、滤波器或分束器。
量子光学中的纠缠光子对传输。
3.优势与挑战
(1)优势:
空间利用率高,适合紧凑型光系统。
双通道设计灵活,支持多功能集成。
抗弯曲性能优于多芯光纤(因包层结构更简单)。
(2)挑战:
纤芯间串扰需精密控制(尤其在长距离传输中)。
制造工艺复杂,成本高于普通单芯光纤。