英国南安普敦大学的研究团队近日让光纤传输速度真正接近了宇宙的速度极限——光速。弗朗西斯科·伯乐蒂(Francesco Poletti)和他的团队制造的光纤能够以99.7%的光速传输数据,换成数据量73.7Tb/s,即大约10TB/s,这个速度比现在常用的40Gb级的光纤电缆要快一千多倍,并且大大降低了传输时延。相关研究论文已经发表在《自然》杂志的光电子刊上。
光在真空中的传播速度为299,792,458米每秒,而在其余介质中的光速会大为降低。在普通光纤(材质为石英玻璃)中,光的传播速度将降低31%。由于光在空气中的传播速度要快于在玻璃中的传播速度,研究团队也因此萌生了相当有创意的想法——他们要制造一种空心光纤,空气将成为这种光纤的主要组成材质。
图 空气光纤在传输中的损耗数据
以空气为主要材质的光纤听起来很不现实,但仔细想想,我们每天都能以肉眼看到光在空气中传播的真实案例。事实上,科学家在之前也多次没尝试过制造“空气光纤”,但他们遇到的最大问题便是这样制造出来的光纤难以弯曲。对于普通光纤来说,玻璃/塑料材质拥有一定的折射率,光线因为全反射可以在光纤内曲折前进。但是,当光纤内部存在中空时,一旦光纤发生弯曲,信号的传输就会被干扰,光纤的带宽就会被限制。