阶跃折射率双包层光纤：低损耗紧凑型光子灯笼的突破性进展
随着虚拟现实、物联网及云计算等技术的迅猛发展，传统标准单模光纤传输系统正逐步接近其容量极限。模分复用技术通过将线偏振或轨道角动量模式作为独立传输信道，成为突破容量瓶颈的关键途径。在此背景下，高性能的模式复用/解复用器成为该技术实用化的核心支撑，而光子灯笼凭借低损耗、工作波长范围宽等优势，已成为该领域的研究焦点。
传统光子灯笼的发展面临重大挑战：为满足绝热标准，其锥形过渡长度与模式数的平方成正比，当模式数增加时，长度会变得过长，严重制约了设备的小型化及实用化进程。针对这一问题，广东工业大学秦玉文教授团队取得了突破性进展——提出并实验实现了基于阶跃折射率双包层光纤的低损耗紧凑型光子灯笼，相关成果发表于《OpticsLetters》。
该研究的创新点在于巧妙借助阶跃折射率双包层光纤（SI-DCF）的结构特性，显著降低了光纤锥形加工过程中的模场直径膨胀比。研究人员通过对比改进的标准单模光纤、渐变折射率光纤与阶跃折射率双包层光纤三种结构，发现SI-DCF可将模场直径膨胀比从77.73%降至38.81%。这一关键突破直接促使3模和6模光子灯笼的锥形过渡长度减少一半以上。
实验数据充分验证了该设计的优越性。团队制作的3模光子灯笼采用1.5厘米的锥形长度，插入损耗即小于0.2dB；与商用少模光纤拼接后，在C波段的平均插入损耗低至0.6dB，LP11模纯度超过13dB。更重要的是，传输矩阵测量显示，该光子灯笼在1550nm处的模式耦合小于-10dB，有效抑制了模式间干扰，大幅提升了传输稳定性。
从技术原理来看，阶跃折射率双包层光纤的独特结构在锥形过渡过程中发挥了关键作用。其内层包层可有效抑制模场扩展，降低对绝热标准的严苛要求，使更短的锥形长度下即可实现模式的稳定传输。相比之下，传统渐变折射率光纤虽可缩短长度，但其双层结构制造难度较大；而减小包层/纤芯比的方案需额外的光纤加工工艺，增加了生产成本。
此项研究的意义不仅体现于技术指标的提升，更在于为高模数光子灯笼的实用化奠定了基础。随着模分复用技术向更高模式数发展，设备的小型化、低损耗及易制造性成为核心需求。阶跃折射率双包层光纤基光子灯笼在保持高性能的同时，显著降低了体积与损耗，为大容量光通信系统的集成应用提供了全新方案。
未来，随着该技术的进一步优化，有望实现更高模式数光子灯笼的制造，推动模分复用系统在超高速通信、大规模数据中心互联等领域的广泛应用，为突破现有光纤传输容量极限提供关键支撑。
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麻省理工学院突破光学原子钟小型化瓶颈：集成螺旋腔激光器实现芯片级原子询问
美国麻省理工学院林肯实验室WilliamLoh与RobertMcConnell团队在《NaturePhotonics》（2025年19卷3期）发表重大研究成果，成功实现基于集成超高品质因子螺旋腔激光器的光学原子钟原子询问，为光学原子钟走出实验室、实现真正便携化铺平了道路。这一突破标志着光学原子钟向全集成、可大规模制造的先进时钟系统迈出关键一步，有望彻底改变导航、大地测量和基础物理研究等领域的时间测量技术格局。
2026-04-08
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手机长焦增距镜无焦光学系统MTF测试的空间频率换算研究
在手机成像技术向高倍长焦方向快速发展的背景下，手机长焦增距镜作为提升手机长焦拍摄能力的核心无焦光学器件，其成像质量的精准评价成为光学检测领域的重要课题。光学传递函数（MTF）是衡量光学系统成像质量的核心指标，而手机长焦增距镜属于望远镜类无焦光学系统，其MTF测试采用的角频率单位与常规无限-有限共轭光学系统的线频率单位存在本质差异。为实现两类单位的精准转换、保证MTF测试结果的有效性与实际应用价值，本文从无焦光学系统特性与测量工具出发，明确空间频率不同单位的核心属性，结合实际案例完成换算推导，梳理换算关键要点，为手机长焦增距镜的MTF检测及光学性能评价提供严谨的技术参考。
2026-04-08
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非线性光学晶体：现代激光技术的核心功能材料
非线性光学晶体作为实现激光频率转换、光束调控及光场非线性效应的关键功能材料，突破了传统激光器件输出波长受限的技术瓶颈，是支撑紫外/深紫外激光、中红外激光、超快激光及量子光源等先进激光系统发展的核心基础部件。本文系统阐述非线性光学效应的物理机制、主流非线性光学晶体的材料特性与相位匹配技术，梳理其在科研探测、精密制造、生物医疗、光通信及国防安全等领域的典型应用，并展望该类材料未来的发展方向，为相关领域技术研究与工程应用提供参考。
2026-04-08
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波前像差、点扩散函数（PSF）与调制传递函数（MTF）的关联解析
在光学成像领域，波前像差（WavefrontAberration）、点扩散函数（PointSpreadFunction,PSF）与调制传递函数（ModulationTransferFunction,MTF）是描述光学系统成像质量的核心参数。三者相互关联、层层递进，共同决定了系统的最终成像效果与视觉质量，但其内在联系常令初学者困惑。本文将从概念本质出发，系统解析三者的关联逻辑，结合具体实例深化理解，为相关领域的学习与应用提供清晰指引。
2026-04-07
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非硅特种材料精密划片工艺技术方案
在半导体封装、光学器件、电子元器件等高端制造领域，蓝宝石、玻璃、陶瓷等非硅特种材料的应用日益广泛。此类材料物理特性与传统硅片差异显著，常规硅片划片工艺无法直接适配，易出现崩边、裂纹、刀具损耗大、良品率偏低等问题。结合材料特性与实际量产经验，针对蓝宝石、玻璃、陶瓷三大类核心材料，形成专业化精密划片工艺解决方案。
2026-04-07
