俄羅斯和芬蘭的研究人員合作進行一項概念驗證計劃，進一步擴展具有較大纖芯直徑的多模光纖用途；研究人員采用高功率雷射與非等向性材料，期望開發(fā)出可在光傳輸時保持同調(diào)性（coherence）的光纖。保持光的同調(diào)性是實現(xiàn)量子計算機與傳感器網(wǎng)絡(luò)的必要條件，同時還有助于多模光纖在更遠程通訊應(yīng)用中取代昂貴的單模光纖。研究人員們在光學(xué)學(xué)會（Optical Society；OSA）的期刊《Optics Express》上發(fā)表他們的研究成果。光纖是現(xiàn)代通訊的骨干。單模光纖由于具有可靠性，在長距離應(yīng)用中占主導(dǎo)地位；但這種光纖的內(nèi)徑僅 10 微米（us），且十分昂貴。較低成本的多模光纖內(nèi)徑寬達 100us，目前主要用于短距離通訊，一般可支持 1，000 公尺距離、1-Gbit/s 的傳輸速度。研究人員正致力于擴展多模光纖的實用性，不僅用于取代單模光纖實現(xiàn)長距離通訊，還可實現(xiàn)量子計算機，以及打造僅需要很少或無需電源執(zhí)行的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。

　　圖 1：輸出光束中的光輻射強度橫向分布模式 （數(shù)據(jù)源：MIPT）來自莫斯科物理技術(shù)學(xué)院（MIPT）、俄羅斯科學(xué)院的 Kotelnikov 無線工程與電子研究所 （IRE RAS），以及芬蘭坦佩雷理工大學(xué)（Tampere University of Technology）光電研究中心的研究人員們共同投入了這項同調(diào)性多模光纖的概念驗證研究。主導(dǎo)該研究計劃的 IRE RAS 總監(jiān)、MIPT 固態(tài)物理學(xué)、放射性物理學(xué)和應(yīng)用信息技術(shù)副主任 Sergey Nikitov 表示， “量子計算機可能是其中的一種應(yīng)用；然而，在這項研究中，我們的目的在于探索高功率應(yīng)用，由于非線性的流程，我們可在其中一根光纖內(nèi)提高不同光波的功率，并觀察其結(jié)果?！?除了 Sergey Nikitov，其他共同作者還包括 MIPT 教授兼 IRE RAS 和俄羅斯量子中心資深研究科學(xué)家 Vasily Ustimchik，以及坦佩雷榮譽教授 Jorma Rissanen，他還曾經(jīng)是 IEEE Richard W. Hamming Medal 的獲獎人?？杀３滞{(diào)性的光纖比半導(dǎo)體傳感器更具有優(yōu)勢，因為他們幾乎不需要電力，就能處理來自分布式傳感器系統(tǒng)無法發(fā)揮作用的結(jié)果。此外，這些光纖不僅可用于高功率的雷射系統(tǒng)，還可作為傳感器，因為偏振特性的變化來自于其準(zhǔn)確感測環(huán)境引起的變化。保護光纖具有優(yōu)于半導(dǎo)體傳感器的優(yōu)點，因為它們幾乎不需要電力，并可以處理來自分布式傳感器系統(tǒng)的結(jié)果。它們不僅可用在高功率激光系統(tǒng)中，而且作為傳感器的用途來自觀察到的事實，即它們的極化特性的變化使得能夠準(zhǔn)確地感測由環(huán)境因素引起的變化。