由微软支持的Lumenisity公司（南安普顿大学光电子研究中心衍生企业）研究团队近日成功研制出据称具有史上最低信号损耗的空心光纤。该团队在9月1日《自然·光子学》期刊发表的论文中指出，其采用双嵌套反谐振无节点光纤（DNANF）设计，在1550纳米波段实现了0.091分贝/公里的衰减系数。这一数值打破了当前最佳石英光纤约0.14分贝/公里的损耗极限——该记录自1980年代以来从未被实质性突破。研究人员称此为“过去40年波导技术领域最显著的突破之一”。
传统单模光纤通过玻璃介质传导光信号，使传输速度降至真空中光速的三分之二（约2亿米/秒）。而空心光纤主要依靠空气介质传导光子，不仅将延迟减少近半，还能最大限度抑制非线性效应。但此前空心设计始终面临高达1分贝/公里以上的能量泄漏问题，导致其仅能应用于短距离专业链路。
DNANF技术通过采用仅微米厚度的同心玻璃管结构突破此瓶颈：这些玻璃管如同微型反射镜，将光线持续反射回空气芯内并抑制高阶模。研究团队通过光时域反射计等多种测量方法对15公里光纤进行测试，确认其衰减始终低于0.1分贝/公里。更值得注意的是，该光纤在66太赫兹频谱范围内仍保持低于0.2分贝/公里的损耗，其带宽优势远超石英光纤的最佳工作窗口。
此外，该光纤的色散系数（不同波长光波在介质中的传输速度差异）据报告比传统光纤低七倍，此举可简化收发器设计并降低网络设备能耗。微软于2022年收购Lumenisity，明确显示出将空心光纤技术从实验室推向量产的决心。当时该公司的空心光纤损耗约为2.5分贝/公里，与传统石英光纤0.14分贝/公里的指标相距甚远。
经过与研究团队联合开展的试点项目，微软向《网络世界》透露：目前已有约1200公里新型光纤投入实际业务传输。在2024年微软Ignite大会上，首席执行官萨提亚·纳德拉（Satya Nadella）宣布，未来两年将在Azure全球网络中部署1.5万公里该型光纤以支持人工智能互联。
该技术联合发明人弗朗切斯科·波莱蒂（Francesco Poletti）表示，超低损耗特性可使运营商“每两到三个中继站即可省略一个放大器站点，显著降低资本支出与运营成本”。虽然规模化生产仍需新工艺设备且行业标准尚未制定，但这是史上首次出现比传统玻璃光纤更快、损耗更低的空气导光纤维。
