Page 16 - 网络电信2025年12月刊

3. 实验内容与结果 将熔接过程带来的损耗降低至≤0.1 dB。对于未经处理的G.657
光纤与AR-HCF直接熔接，熔接损耗为3.3-6 dB、重复性差。而
3.1 实验光纤表征 经过热扩散处理的样品，平均熔接损耗降至1 dB以下，最低可
本研究使用的G.657A2光纤与AR-HCF均为亨通自研。两种光 达0.7 dB。图4（a）统计了不同热扩散时间下实测的熔接损
纤的端面显微图像如图2所示，直观展示了两者结构上的巨大差 耗。图4(b)侧面图展示了熔接完成后，AR-HCF端微结构保持完
异。表1对比了两种光纤的主要参数。 好、无明显塌陷。

图2 实验所用光纤端面图：（a）G.657A2光纤；（b）AR-HCF。 图4 （a）实测熔接损耗随热扩散时间的变化；（b）优化的热
扩散G.657A2光纤与AR-HCF熔接点的侧面图。

表1 实验所有两种光纤的主要参数对比表

包层直径（μm） G.657A2 AR-HCF 4. 总结与展望
模场直径@1550 nm（μm） 125 230
衰减@1550 nm（dB/km） 9.6 20.5 本文通过热扩散技术实现了G.657弯曲不敏感光纤与反谐振
≤0.21 ≤0.2 空芯光纤的低损耗连接。实验证实，该技术能有效调控G.657光
纤的模场特性，使其与AR-HCF实现模场匹配，从而将耦合损耗
3.2 热扩散与模场调控 从2.6 dB降至0.6 dB，并最终实现了单点熔接0.7 dB、双向熔
使用氢氧焰光纤拉锥系统对G.657A2光纤进行热扩散处理。 接1.5 dB的低熔接损耗。该方法无需引入额外的过渡光纤或复
通过精确控制加热时间，实现了对模场直径的灵活调控。图3展 杂器件，工艺简单、成本低廉，且与现有光纤处理系统兼容。
示了模场直径随热扩散时间的变化关系。模场直径随着热扩散 未来工作将集中于优化热扩散工艺以进一步提升机械强度，并
时间的增加而增加，在处理时间达到约850秒时，模场直径从初 研究该技术在多芯空芯光纤与高密度接入节点中的适用性，为
始的9.6μm扩展至20.2μm。当处理时间达到1200s时，模场直 空芯光纤融入下一代光接入网络扫清关键障碍。
径可以扩展至29.62μm。

图3 G.657A2光纤模场直径随热扩散时间的变化关系。绿线代表 参考文献：
未处理G.657A2的模场直径。
[1] ITU-T Recommendation G.657, “Characteristics of a
3.3 耦合与熔接损耗 bending-loss insensitive single-mode optical fibre and
对于未经处理的G.657A2光纤，其与AR-HCF的直接耦合损耗 cable,” 2016.
高达2.6 dB。随着热扩散时间的增加和模场的扩大，耦合损耗
迅速下降，在最优条件下可降至0.6 dB。为实现这一低损耗连 [2] F. Poletti, et al., “Towards high-capacity fibre-optic
接，在熔接过程中需进行精密的侧面对准，以确保两光纤纤芯 communications at the speed of light in vacuum,” Nature
在最佳位置对接。 Photonics, vol. 7, no. 4, pp. 279-284, 2013.
采用商用光纤熔接机（藤仓100P+），我们对优化后的热扩
散G.657A2光纤与AR-HCF进行了熔接实验。通过优化熔接参数， [3] Jasion, G. T., et al., “0.174 dB/km hollow core double
nested antiresonant nodeless fiber (DNANF),” in OFC,
2022.

[4] Xiao, L., et al., “Fusion splicing photonic crystal fibers
and conventional single-mode fibers: Microhole collapse
effect,” J. Lightwave Technol., vol. 25, no. 11, pp. 3563-
3574, 2007.

[5] Shiraishi, K., et al., “Beam expanding fiber using thermal
diffusion of the dopant,” J. Lightwave Technol., vol. 8, no.
8, pp. 1151-1161, 1990.

[6] Kihara, M., et al., “Characteristics of thermally expanded
core fiber,” J. Lightwave Technol., vol. 14, no. 10, pp.
2209-2214, 1996.

[7] Aghaie, K. Z., et al., “Optimization of the splice loss
between photonic-bandgap fibers and conventional
single-mode fibers,” Opt. Lett., vol. 35, no. 12, pp. 1938-
1940, 2010.

网络电信 二零二五年十二月 15