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烽火通信:特种光纤为物联网打下坚实基础

导读: 面对利润微薄的常规光纤市场,光纤产业要创造性地展开差异化竞争,自主创新地研究与开发特种光纤新产品,拓展新的利润增长点。

  面对利润微薄的常规光纤市场,光纤产业要创造性地展开差异化竞争,自主创新地研究与开发特种光纤新产品,拓展新的利润增长点。

  民族光纤的自主创新研究增强,我国光纤预制棒制造技术与设备研究及产业化等方面均实现了跨越式发展:制造工艺从MCVD与PCVD,发展到OVD与VAD技术,光棒制造能力从2家发展到4家,国内光纤制造商的单模光纤年生产能力突破1000万芯公里的企业迅猛增加到4家,我国已经发展成为名符其实的光纤制造第一大国。

  向光纤强国迈进,首先民族光纤产业要进一步增强自主创新,强化光纤上游核心—-光纤预制棒规模化技术,争夺利润来源主体;其次民族光纤企业家需要站在全球化市场的战略高度,强化管理,将民族光纤产业走出国门,推向全球市场;第三,面对利润微薄的常规光纤市场实际,要创造性地展开差异化竞争,自主创新地研究与开发特种光纤新产品,拓展新的利润增长点。

  光子晶体光纤

  烽火通信在十一五国家重点基础研究发展计划973项目“微结构光纤结构设计及制备工艺的创新与基础研究”(2003CB314905)、高新技术产业化项目“863”计划“光子晶体光纤及器件的研制与开发”(2007AA03Z447)、973计划项目“微结构光纤的创新设计、精确制备及其标准化”(2010CB327606)的支撑下,从微结构光纤设计、制备技术和应用技术等多方面进行了系统深入的研究,取得了重大的科研成果。烽火通信已经初步形成了微结构光纤(光子晶体光纤)的工艺技术与设备控制技术,以及自主知识产权的专利技术,先后制造出6种光子晶体光纤,包括:高非线性光子晶体光纤、色散平坦光子晶体光纤、FTTH用微结构光纤、大模场单模光子晶体光纤、空心PBG型光子晶体光纤、全固态PBG型光子晶体光纤,以及双包层掺镱光子晶体光纤、掺铒光子晶体光纤等。

  烽火通信将上述光子晶体光纤提供给国内的清华大学、北京邮电大学、天津大学、南开大学、燕山大学、深圳大学、国防科技大学进行基础应用研究:清华大学采用本公司提供的高非线性光子晶体光纤实现了慢光,实现了0.5脉冲当量的光减速;天津大学采用本公司提供的高非线性光子晶体光纤实现了400nm~1400nm两倍频程的超连续光谱;北京邮电大学利用本单位的高非线性光子晶体光纤实现了波长变换器件的研制等。
 
  保偏光纤

  保偏光纤在许多与偏振相关的应用领域具有使用价值。随着通信系统传输速率的提高和光纤陀螺等高级光纤传感器件的发展,对偏振态系统控制的问题变得非常重要。目前市场需求量为5000km,市场容量在5000万元左右,国内对保偏光纤的需求量逐年增大。
 
  烽火通信在国家科技计划的支撑下开展了光子晶体保偏光纤的研究,制备出保偏光子晶体光纤,其模双折射B=3.1x10-3,并进行了10G通信系统的PMD补偿试验研究。

  色散补偿光纤及模块

  常规单模光纤(G.652)由于在1530nm-1625nm(C+L波段)通信波段内具有11-21ps/nm·km的正色散,非零色散位移光纤(G.655)在C波段内具有1-10ps/nm·km的正色散。通信数据传输一段距离后,系统的累积色散不断增加,导致传输信号的波形畸变,造成信号的失真。

  减小通信链路累积色散对通信系统传输性能的影响,采用负色散光纤进行色散补偿的技术最方便有效,系统性能稳定可靠,成本低。烽火通信采用自主知识产权的PCVD装备与工艺技术,独立开发出商用化的色散补偿光纤及光纤型补偿模块,成功应用在国内10G和40G通信系统中,并批量出口。常规色散补偿光纤模块对G.652光纤的补偿比率在1:8~1:10,如果采用光子晶体前沿技术进行补偿,理论上可以达到1:100的补偿比率,实现色散的高效补偿。烽火通信在国家科技计划的支撑下,研制出高负色散光子晶体光纤,其峰值波长为1570nm,峰值负色散为-666.2ps/nm.km,其补偿带宽为40nm,补偿比率3倍以上。

  掺稀土光纤

  随着新型光电子器件的发展,掺稀土光纤的应用越来越广泛。掺稀土光纤主要包括掺镱光纤、掺铒光纤、掺铥光纤等,烽火通信的高性能掺稀土光纤成功获得“国家重点新产品”称号,打破了国外对我国高功率双包层掺稀土光纤的技术封锁。

  烽火通信采用自主知识产权的专利技术,实现了稀土离子掺杂技术突破,镱离子浓度迅速突破13000ppm,双包层掺镱光纤的纤芯直径迅速突破100微米的技术关隘,达到115微米。目前,烽火通信的单根掺镱光纤成功实现1640W的1080nm的激光功率输出,这是国内特种光纤的首次技术突破,达到了当前国际先进水平,促进了我国国防科学技术的进步。烽火通信的双包层掺铥光纤,获得了150W的中红外激光输出。烽火通信制造的掺铒光纤、铒镱双包层光纤、掺铥光纤都成功实现了商用化,促进了国内掺铒光纤放大器、光纤激光器等新型光纤器件的发展,为我国新型光电子器件的发展奠定基础。

  烽火通信研制的双包层掺镱光子晶体光纤,经过测试,该光纤的桥壁宽度为0.32μm,内包层数值孔径为0.65,纤芯数值孔径为0.06,有效模场面积为1465.7μm2。此外,烽火通信的掺铒光子晶体光纤较常规掺铒光纤具有更好的抗辐照特性,以及较好的增益特性。 
 
  能量传输光纤

  随着能量光电子技术的不断进步,各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌现,激光设备采用光纤输出激光的方式已经取代传统输出方式。光纤输出激光的方式具有传输功率损耗小、操作简单方便、可以任意伸展待加工部位等优点已经广泛地应用于材料表面热处理、激光焊接、激光切割、激光医疗、激光美容、激光制导等领域。

  烽火通信采用PCVD工艺成功开发出大功率高损伤阈值能量传输光纤,该能量光纤的损伤阈值达到3.5GW/cm2,单根光纤承受激光功率突破1kW。烽火通信科技股份有限公司的能量光纤及光纤铠装跳线产品不仅应用在激光器的能量传输,而且应用在太阳能光伏产业,以及国防激光技术等领域。

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