空心纤维通过空气导光，减少信号损耗，实现更快速高效的数据传输。
下一次互联网革命可能源自一根中空玻璃丝。
南安普顿大学的研究人员开发出一种充满微型空气通道的光纤，取代了当今互联网电缆主流的实心玻璃芯结构。
通过让信号在空气中而非玻璃中传输，该设计降低了能量损耗，使光能在长距离传输中更高效地移动。
在传统光纤中，信号每传输15至20公里会损耗约一半，需要频繁使用中继站增强和转发数据。而新型空心设计将信号半衰距离延长至约33公里。
首席研究员弗朗西斯科·波莱蒂解释道："如果新技术能让你每隔两三个中继站就跳过一个，这将节省非常可观的成本。"
这种纤维还能承载超传统光纤1000倍的功率，并支持更广泛的波长传输——包括量子通信系统中常用的可见光单光子脉冲。这种双重能力使得突破不仅对现有网络意义重大，对新兴量子技术同样重要。
数据高速公路再提速
空心光纤并非全新概念。此前的设计已应用于特定场景，例如在数据中心内部连接对速度要求极高的计算单元。由于光在空气中的传播速度比玻璃中快约45%，空心光纤具有天然优势。但此前因成本过高或缺乏实用性，一直未能大规模部署。
波莱蒂在南安普顿大学从事光子学与材料科学研究，对此项设计的精雕细琢已逾十年。
关键技术在于其独特结构：五个小型圆筒（每个包含两个嵌套圆筒）附着在一个较大圆筒的边缘。这种精密布局确保只有特定波长的光能适配空心纤芯，使光脉冲被紧密约束而非泄漏。"我们确信这项技术将带来变革"，波莱蒂表示。
从实验室走向市场
规模化生产这种纤维同时保持其精密结构一直是重大挑战。
传统光纤通过熔融拉伸实心玻璃制成细丝，而南安普顿团队则从宽约20厘米的玻璃预制棒入手，其中已预置空心通道。当纤维被拉伸至直径约100微米时，会对中空部分加压以维持结构完整性。
商业化进程已然启动。从南安普顿大学分拆出的初创公司Lumenisity将负责生产该纤维。微软于2022年收购了这家公司，体现出业界对该技术潜力的重视。若该纤维被证实具有耐用性和成本效益，不仅能使现有通信系统更快速、更经济，还能支持下一代量子通信网络。
奥地利因斯布鲁克大学的实验物理学家特雷西·诺瑟普认为："这一成果对量子通信领域极具价值。"她指出，此前即使是小规模实验室实验，空心光纤的成本也令人望而却步。"研究界可以期待规模化生产未来能显著降低价格。"
该研究成果已发表于《自然-光子学》期刊。
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