用于軍事中的設(shè)計(jì)應(yīng)包括三個(gè)關(guān)鍵特性。光通過玻璃光纖時(shí)光強(qiáng)的大小會受到玻璃材料的限制。新型光纖的設(shè)計(jì)使用空芯結(jié)構(gòu),光傳輸時(shí)通過纖芯空氣通道而不是周圍的玻璃材料,這樣就擺脫了玻璃材料的限制,從而大幅提高光傳輸性能。美國國防預(yù)先研究計(jì)劃局(DARPA)的這種獨(dú)特的蜘蛛網(wǎng)狀空芯光纖設(shè)計(jì)首次證實(shí)了其空間單模、低損耗和偏振控制特性,而這些正是先進(jìn)軍事應(yīng)用的關(guān)鍵性能,如用于慣性導(dǎo)航的高精度光纖陀螺等。
雖然空芯光纖已由海外供應(yīng)商提供多年,但DARPA正在進(jìn)行的“用于絕對參考的緊湊型超穩(wěn)定陀螺項(xiàng)目”(COUGAR)將使美國具備空芯光纖的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)能力,并使其超過現(xiàn)有工藝水平。
DARPA資助的此項(xiàng)技術(shù)由霍尼韋爾國際公司領(lǐng)導(dǎo)研究人員開發(fā)??招竟饫w首個(gè)具備三個(gè)關(guān)鍵的高性能特性:
·空間單模:光傳輸時(shí)只有一個(gè)路徑,使光傳輸更長的距離時(shí)具有更寬的帶寬;
·低損耗:光在傳輸更長的距離時(shí)可保持其強(qiáng)度;
·偏振控制:光波方向可固定,這在傳感、干涉和安全通信中是非常必要的。
空芯光纖還可以在比傳統(tǒng)光纖傳光速度快30%的情況下彎曲和盤繞。DARPA的項(xiàng)目經(jīng)理Josh Conway說,“空芯光纖表現(xiàn)出了高速的傳光速度,但當(dāng)結(jié)合軍用性能時(shí)卻不能實(shí)現(xiàn)此速度。COUGAR光纖的真正突破在于可實(shí)現(xiàn)空間單模傳輸、保偏及低損耗,同時(shí)保持99%的光束在中空中傳輸。
DARPA啟動COUGAR項(xiàng)目用以提高光纖性能使其用于軍品級陀螺儀,并在美國開發(fā)世界一流的光纖生產(chǎn)能力。
Conway補(bǔ)充到,“我們正在努力將這種新型技術(shù)集成到陀螺上,光纖本身是具有革命性的。 這種技術(shù)可用于其它高功率傳感中,以及其它對光強(qiáng)有要求的領(lǐng)域,空芯光纖還具有輻射加固特性,這將開辟光纖在空間系統(tǒng)中的應(yīng)用。”
(工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 薛力芳)