與石英玻璃光纖相同，提高POF帶寬主要方法有，（1）采用梯度折射率分布結(jié)構(gòu)；（2）精確控制小的材料色散、高的模耦合和小的差分模衰減之間的作用。因此，為了提高POF帶寬和減小模間色散，POF都采用梯度折射率分布結(jié)構(gòu)；再通過選擇小的材料色散材料，提高模耦合效率和減小差分模衰減等措施可達(dá)到提高POF帶寬的目的。表3 列出了當(dāng)前PMMA-POF、PF-POF和擠塑PF-POF的性能及其應(yīng)用的最高水平，供讀者參考。
　　長(zhǎng)期以來，POF的生產(chǎn)采用的是1982年由日本慶應(yīng)大學(xué)發(fā)明的“界面凝膠”工藝。該工藝?yán)�用作為包層的塑料管與塑料管內(nèi)作為纖芯的混合液體之間發(fā)生的“界面凝膠”作用來形成POF的梯度折射率分布結(jié)構(gòu)的。但是，“界面凝膠”工藝生產(chǎn)PF-POF 的“界面凝膠”反應(yīng)需要很長(zhǎng)的時(shí)間，所以該工藝的生產(chǎn)成本比較高。為了進(jìn)一步降低POF的制造成本，美國(guó)OFS公司試驗(yàn)室的Whitney R.White 等人開發(fā)出了一種簡(jiǎn)單擠塑工藝來生產(chǎn)PF-POF。這種擠塑工藝是借助兩臺(tái)擠塑機(jī)分別擠出芯和包層材料熔體，然后兩種材料熔體在擠塑機(jī)頭處合為一體形成一個(gè)同心的熔體流，摻雜材料位于熔體的中心。在擠塑機(jī)頭后，這些熔體材料流過一個(gè)長(zhǎng)加熱擴(kuò)散管，從而允許來自熔體的中心的小分子摻雜劑擴(kuò)散到包層材料熔體中。通過控制溫度、停留時(shí)間和芯/包層材料的相對(duì)流速，人們就可以制造出各種折射率分布結(jié)構(gòu)和芯/尺寸的PF-POF。擠塑PF-POF 的性能及其應(yīng)用的最高水平，如表3所示。
2.3 光子晶體光纖
　　眾所周知，材料科學(xué)是光纖通信技術(shù)的基礎(chǔ)，即正是在半導(dǎo)體激光器和光纖的發(fā)明之后才誕生了光纖通信。由通信光纖研究的歷程中，我們可以深切得到這樣一個(gè)結(jié)論，通信光纖品種的不斷更新、性能研究的突破，這一切都是建立在通信光纖材料研究的突破上。例如石英玻璃光纖的誕生， 使得世界的通信由電通信進(jìn)入光通信；紅外光纖的成功進(jìn)一步減小了光纖的理論傳輸衰減； 塑料光纖的問世，又大大降低了光纖和接續(xù)的成本，從而推動(dòng)了光纖通信到家庭、光纖到桌面的步伐。光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得其具有獨(dú)特性能，為光纖通信開發(fā)出新型光纖奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著PCF 的導(dǎo)光理論、制造工藝和應(yīng)用技術(shù)的成熟，PCF有望成為下一代光纖通信用的光傳輸介質(zhì)。1991 年，Russell 根據(jù)光子晶體傳光原理又提出了光子晶體光纖的概念。最近，人們又利用石英玻璃管和石英玻璃棒研究出了光子晶體光纖。光子晶體光纖（PCF）是一種由單一介質(zhì)（通常為石英玻璃，也可以為塑料）構(gòu)成、并且在二維方向上呈現(xiàn)周期性緊密排列（周期性六角形）、而在三維空間（光纖軸向）基本保持不變的波長(zhǎng)量級(jí)空氣孔構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)包層的新型光纖。與常規(guī)光纖不同，PCF是由石英玻璃—空氣孔微小結(jié)構(gòu)組成的光纖，其又可以分為實(shí)芯光纖和空芯光纖，即前者是由石英玻璃棒和石英玻璃毛細(xì)管加熱拉制成的，而后者則是由石英玻璃管和石英玻璃毛細(xì)管加熱拉制成的。正是通過前按照設(shè)計(jì)出的PCF 的基本結(jié)構(gòu): 按照預(yù)先設(shè)計(jì)的形狀（六角形）將石英玻璃毛細(xì)管緊密地排列在作為纖芯的石英玻璃棒或一圈石英玻璃毛細(xì)管的周圍，即集束成棒，再通過加熱拉制就可以制成所需要的性能的PCF。表征PCF 性能的3 個(gè)特征參數(shù)是纖芯直徑、包層空氣孔直徑、包層空氣孔之間距離。在PCF的拉制過程中，改變拉制溫度和速度就可以調(diào)整PCF的結(jié)構(gòu)和性能，使得PCF作為光傳輸介質(zhì)和光器件具有許多誘人之處。實(shí)際上，人們是通過調(diào)整纖芯直徑、包層空氣孔直徑、包層空氣孔之間距離方式來達(dá)到分別制造出具有低衰減、高色散、非線性效應(yīng)小（大模場(chǎng)直徑或者大有效面積）、保偏和小彎曲損耗等性能的PCF的目的。
　　PCF具有的低損耗、小色散、低非線性效應(yīng)特性，使得其在光纖通信領(lǐng)域的應(yīng)用是非常有前途的，尤其是對(duì)于長(zhǎng)途通信系統(tǒng)。隨著PCF 設(shè)計(jì)方法和制造工藝的不斷改進(jìn)，PCF性能日趨完善。特別是K.Tajima 等人通過合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)，如空氣孔直徑d和空氣孔間距r尺寸，以及d/ r值，從而達(dá)到既減小PCF的衰減，又改善PCF 的色散和色散斜率的目的�，F(xiàn)在，PCF已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)驗(yàn)室的光纖通信系統(tǒng)傳輸試驗(yàn)研究階段。
2003年初的世界光纖通信（OFC）會(huì)議上，日本電報(bào)電話公司接入網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)試驗(yàn)實(shí)的K.Tajima等研制出衰減為0.37dB/km 、長(zhǎng)度超過10km的超低衰減、長(zhǎng)長(zhǎng)度的PCF。PCF 具有完全的單模特性。PCF的可用工作波長(zhǎng)范圍為0.458 ～1.7μ m。只要對(duì)0.458～1.7μm工作波長(zhǎng)范圍進(jìn)行優(yōu)化，PCF的傳輸容量將會(huì)得到大大的提高。NTT公司的研究人員利用PCF組成10km的線路進(jìn)行了8×10Gbit/s的波分復(fù)用傳輸試驗(yàn)，試驗(yàn)效果良好。C. Peucheret等人的研究小組利用5.6km的PCF線路進(jìn)行工作波長(zhǎng)為1550nm的40Gbit/s的傳輸試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)所用的PCF 的有效面積是72μm2、其衰減為1.7dB/km 、色散系數(shù)為32ps/km·nm。試驗(yàn)表明，PCF作為光信號(hào)傳輸介質(zhì)，系統(tǒng)的性能沒有明顯的劣化。這充分證明，與常規(guī)光纖相比，PCF作為光信號(hào)傳輸介質(zhì)最大的優(yōu)勢(shì)是在保證很小的偏振模色散系數(shù)的前提下，色散系數(shù)、有效面積和非線性系數(shù)可以靈活設(shè)計(jì)。隨著PCF的導(dǎo)光理論、制造工藝和應(yīng)用技術(shù)的成熟，PCF有望成為下一代光纖維通信用的光傳輸介質(zhì)。
3 結(jié)論
　　由上所述，通信光纖技術(shù)的發(fā)展過程是光纖材料、制造技術(shù)、性能光纖和光纖品種發(fā)展過程。為此，我們可以得到這樣3 個(gè)結(jié)論，（1）光纖通信的發(fā)展是光纖、器件、系統(tǒng)三者彼此發(fā)展，共同促進(jìn)的結(jié)果；（2）不同種類的通信光纖是為不同層次的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的；（3）為了滿足新的通信系統(tǒng)應(yīng)用， 光纖研究人員一定會(huì)不斷地開發(fā)出新型的通信光纖。
胡先志：高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事光纖通信技術(shù)工作，已經(jīng)發(fā)表論文70 余篇，出版光纖通信方面的著作4部和譯作9 部。同時(shí)，還兼任《光通信研究》編委。