众所周知，现如今使用的传统单模光纤仍旧被“噪声”影响所限制，“噪声”是指掩盖或者破坏光通过光纤发送信号的任何扰动，这种扰动一般是由光纤中的声子（在原子和亚原子水平上量化的声波）引起的。

声子会使光纤中的光束发生散射，从而产生不同频率或颜色的分裂光束，进而会干扰主光束传输并降低其能量，影响光信号在光纤内部的传输。

通常情况下，可以采用两种方法来应对光纤“噪声”的影响，一种方法是通过将光纤冷却到极低的温度实现噪声的降低，但这种方法成本极高，不适合大规模的应用；另一种方法是使用纠错算法来实现噪声的降低，但这种方法较为复杂，也不适合工程类应用。

为了实现光纤“噪声”的降低，罗彻斯特大学和中央佛罗里达大学光学与光子学院的研究人员共同提出了一种新型的解决方案，即抗谐振空心光纤，如图1所示，该光纤由7个空心毛细管围绕光纤内部的空心排列而成。这种设计可以使光纤包层与纤芯内部传输的光束之间重叠最小，从而消除由光纤材料本身发出的声子干扰。

图1  抗谐振空心光纤示意图

为了对该光纤在降低噪声方面的能力进行测试，其Renninger实验室的研究人员还开发了一种高度灵敏的探测技术，并对该光纤进行了测试。其测试结果表明：抗谐振空心光纤在降低噪声方面的效率是传统单模光纤的1000倍，是其他中空型光纤的10倍，且剩下的噪声是由于光纤内部的空气引起的，如果可以排空里面的空气，其效率会进一步提高100倍。

该实验室最终结果表明，这种抗谐振空心光纤达到了室温下由光纤声子产生噪声的最低记录，可以应用于量子信息处理和光通信等低噪声应用平台。

来源：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/uor-rrd091820.php

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