3D打印光纖預(yù)制棒將為電信及數(shù)據(jù)通信產(chǎn)業(yè)帶來重大變革

光纖技術(shù)對(duì)我們今天的生活至關(guān)重要。從用于傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的海底光纜，到電話通訊，再到軍事及無人機(jī)的使用，光纖電纜在我們的生活中以各種方式扮演者重要的角色。

傳統(tǒng)的圓柱形光纖已經(jīng)有數(shù)十年的歷史了，而新的高級(jí)技術(shù)形式也已經(jīng)開始浮現(xiàn)。我們已知的光纖有著復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。使用現(xiàn)在的技術(shù)制造這樣的結(jié)構(gòu)不僅難度大、費(fèi)用高，而且耗費(fèi)的時(shí)間也很長(zhǎng)。不過這種情況也許很快就會(huì)改變。因?yàn)槟蠘O熊小編得到消息，英國(guó)南安普頓大學(xué)的研究者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種使用3D打印制造光纖的新方法。

研究者們包括南安普頓大學(xué)Zepler研究所的Jayanta Sahu教授和她的團(tuán)隊(duì)，以及該校工程與環(huán)境學(xué)院的Shoufeng Yang博士。他們表示，新的方法不僅可以用于制造更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且能夠在生物技術(shù)、航空航天和電信等多個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造更多的新型應(yīng)用。

傳統(tǒng)的光纖制造工藝需要先做出一個(gè)預(yù)制棒，然后將其加熱至接近硅或玻璃熔點(diǎn)的溫度，接著借助重力和自動(dòng)化技術(shù)將其拉伸成纖薄的圓柱體，最后形成我們所知道的光纖。預(yù)制棒的結(jié)構(gòu)對(duì)于光纖的成型至關(guān)重要，而最困難的部分就在于之后制造有著復(fù)雜微型結(jié)構(gòu)。

“我們將會(huì)研發(fā)新型的復(fù)合材料增材制造（MMAM）設(shè)備，以硅和其它玻璃材料來制造傳統(tǒng)和具有微結(jié)構(gòu)幾何體的兩種光纖預(yù)制棒，” Sahu教授解釋說，“我們發(fā)現(xiàn)的方法有能力制造復(fù)雜的預(yù)制棒，而現(xiàn)有的技術(shù)要么根本做不到，要么費(fèi)時(shí)費(fèi)力。”

數(shù)據(jù)通訊和電信行業(yè)很感興趣的一種光纖叫做光子帶隙光纖，它有能力為傳統(tǒng)光纖帶來許多好處�；�于其結(jié)構(gòu)中的幾何形狀，這種光纖能夠在其內(nèi)部對(duì)光產(chǎn)生限制。通過上文中提到的3D打印方法，研究者們應(yīng)該能夠以更快速、更經(jīng)濟(jì)的方式制造出這類光纖，甚至更進(jìn)一步創(chuàng)造出某種不可想象的結(jié)構(gòu)。

“這其中會(huì)遭遇許多挑戰(zhàn)，包括玻璃較高的熔融溫度（硅是2000℃）；對(duì)摻雜、折射與波導(dǎo)幾何的控制；還需要注意層間的過度以實(shí)現(xiàn)平滑，否則最終得到的光纖性能會(huì)有所改變�！盨ahu教授補(bǔ)充說。

3D打印層層疊加的制造方式令研究者們將能夠控制每根預(yù)制棒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而控制由預(yù)制棒轉(zhuǎn)變而來的獨(dú)立光纖。

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