多芯少模光纤关键技术研发

需求的背景和应用场景

随着信息技术的飞速发展，信息通信领域对数据传输容量和速度的需求日益增长。传统的单芯单模光纤虽然在一定程度上满足了通信需求，但在面对大数据、云计算、物联网等新兴应用时，其传输容量和效率已逐渐显现出局限性。多芯少模光纤作为一种新型的光纤技术，通过在同一根光纤中集成多个纤芯以及利用少数模式进行信号传输，能够显著提高光纤的传输容量和频谱效率，成为未来高速、大容量光通信系统的关键技术之一。然而，多芯少模光纤的研发与应用仍面临诸多技术挑战，如纤芯间的模式串扰、光纤的抗弯性能以及长距离制备工艺等。因此，开展多芯少模光纤关键技术的研发，对于推动信息通信技术的升级换代，满足未来社会对高速、大容量数据传输的需求具有重要意义。

要解决的关键技术问题

1. 光纤预制棒与光纤光学及几何指标精密控制工艺研究：

• 研发高精度、高稳定性的预制棒制备工艺，确保光纤预制棒的光学和几何指标满足多芯少模光纤的特殊要求。
• 研究光纤拉制过程中的精确控制技术，实现光纤直径、折射率分布等关键参数的精准调控。

2. 芯间模式串扰特性研究及纤芯折射率剖面径向精确控制：

• 深入分析多芯光纤中不同纤芯间的模式串扰机制，建立准确的数学模型进行预测和评估。
• 研究并实现对纤芯折射率剖面的径向精确控制，通过优化折射率分布来有效降低芯间串扰值，提高信号传输质量。

3. 折射率沟槽、凹陷等辅助设计结构研究：

• 探索利用折射率沟槽、凹陷等辅助设计结构来提升多芯光纤的抗弯性能，增强光纤在复杂环境下的稳定性和可靠性。
• 通过理论分析和实验验证，优化辅助设计结构的参数，实现抗弯性能的最大化。

4. 长距离多芯光纤制备技术研究：

• 从精密长距离打孔工艺入手，研究如何实现长距离、高精度、低损耗的打孔技术，为多芯光纤的制备提供基础。
• 开展精密拉丝工艺研究，确保在拉制过程中光纤的结构完整性和性能稳定性，实现长距离多芯光纤的高效制备。

效果要求

通过本技术需求的研发，预期达到以下效果：

• 突破多芯少模光纤关键技术瓶颈，形成具有自主知识产权的核心技术体系。
• 提高多芯光纤的传输容量和频谱效率，满足未来高速、大容量光通信系统的需求。
• 优化多芯光纤的抗弯性能和制备工艺，提升光纤在复杂环境下的稳定性和可靠性。
• 形成产学研用紧密结合的创新链条，推动多芯少模光纤技术的产业化进程，提升我国在信息通信领域的国际竞争力。
• 通过联合攻关的合作方式，促进科研机构与企业之间的深度合作，加速科技成果的转化和应用。