空芯光纤（HCF，Hollow-core fiber），顾名思义，是纤芯中空、无实体介质的光纤，其中微结构空芯光纤因其灵活多变的结构特点和随之而来的优异性能成为目前国际发展的主流。此类空芯光纤通常会在中空纤芯周围设置精细的微结构玻璃包层，其在横截面上通常呈现出周期性或角向均匀排列的结构设计，如蜂窝状结构、单层毛细管结构等。这些独特构造仿佛在微观尺度上为光开辟出一条类似自由空间的柔性传输管道，使得承载信息的光脉冲几乎不受阻碍地以近乎真空光速行进，极大提升了数据传输效率。

1.空芯光纤 VS 传统光纤

传统实芯光纤发展成熟、应用广泛，但因基质材料的本征限制，如材料的吸收、色散、非线性等属性，逐渐无法适应相关行业的发展步伐。为突破传统光纤局限，空芯光纤（Hollow-core Fiber，HCF）应运而生。不同于传统光纤，空芯光纤中通过特定的微结构包层将光限制在中空纤芯中进行传输，极大的降低了材料特性对光纤性能的影响，具备低时延、低色散、低非线性、高激光损伤阈值等优势特性。

- 低时延：光主要分布于中空芯区中传输，折射率比实芯玻璃低，传输速度更快30%以上。

- 低损耗：空芯导光使得光纤能够打破玻璃材料的瑞利散射极限，例如在通信窗口实现0.1dB/km以下的超低损耗，从而无需中继器即可在更长的距离部署。

- 低色散：空芯光纤中绝大部分光场能量被限制在空芯中，大幅降低了材料色散对光纤色散的贡献，极低的色散使光脉冲在其中可无畸变传输。

- 低非线性：与低色散类似，因空气的非线性折射率相比石英等玻璃材料要低3-4数量级，故此空芯光纤也同样具有更低的光学非线性。

高激光损伤阈值：空芯光纤中光场与包层玻璃材料的重叠极小，在相同传输功率下有更低的材料吸收，拥有更高的激光损伤阈值。

空芯光纤作为特种光纤技术前沿的杰出代表，正引领着多个科技领域的革新潮流，在高功率激光传能、低延时/大容量光纤通信、精密光纤陀螺仪技术及高灵敏度光纤传感等领域应用广泛。作为面向下一代网络的新型光纤，空芯光纤可以满足日益增长的网络容量需求，和传统光纤相比具有显著的降本增效优势。未来，空芯光纤技术有望在要求极端低延迟的超算连接、数据中心间通信(DCI)、海底光缆系统，以及需要高精度传感、大功率光能传输和特殊光源技术的各类应用场景中，扮演至关重要的角色，并为这些领域的发展注入前所未有的动力与可能性。

在商业应用前景方面，微软在2022年年底宣布收购空心光纤厂商 Lumenisity，以提升自身的云计算基础设施能力，在OPEN AI发布ChatGPT之前已经深度布局算力平台以及AI数据中心。这一收购案例不仅是对空芯光纤创新技术的直接肯定，也是对空芯光纤市场成熟度和商业化潜力的有力证明。凭借空芯光纤在降低传输延迟和提升数据容量方面的卓越特性，可以预见，它将在未来数据中心的架构优化和扩容中占据核心位置，促进云计算和人工智能领域实现更高速、更高效的发展。

2.维快光子自主设计及制备的空芯光纤

维快光子，作为一家超快激光器及特种光纤制造商，具备全品类微结构空芯光纤设计、制备研发与测试能力，在国际上率先开展了基于微结构空芯光纤的大功率激光传能实验验证。利用自主设计生产的反谐振空芯光纤，维快光子成功解决激光传输光束劣化和指向问题，实现飞秒激光柔性无损传输，填补了国内相关领域的空白。

反谐振空芯光纤是一类利用反谐振效应（antiresonant reflection）实现光在空芯中传输的微结构光纤，是实现长距离大功率和超快激光脉冲传输的理想光纤。目前维快光子已成功拉制出单圈反谐振空芯光纤、嵌套反谐振空芯光纤，并与多所高校及工业客户合作送样测试，旨在进一步完善产品性能，确保其能够精准对接市场需求。

01. 产品特点

- 低传输损耗、宽传输带宽

- 低光学非线性、低色散

- 准单模传输、高激光损伤阈值

- 可覆盖紫外-中红外传输窗口

02. 产品应用

- 超快激光传输

- 低延时/大容量光通信

- 高灵敏气体传感

- 非线性气体激光器

03. 产品性能

3.基于空芯光纤的激光传能解决方案

维快光子在基于反谐振空芯光纤基础上提供各种高功率，高脉冲能量的高效激光传能方案。可根据客户需求配置光纤模场、传输波长、传输长度以及输出激光参数，实现个性化定制，包含355nm/532nm大功率激光传能、1μm超快激光传能、3-5μm中红外激光传能等。

- 采用自行研制空芯光纤，适用于高功率连续以及高能量超快激光单模柔性传能 

- 具有极强的灵活性，配合光束耦合系统可高效传输任意光源并可根据需求输出任意激光 

- 采用全金属真空封装，实现任意使用场景下的高可靠性

维快光子掌握了航天级稳定锁模技术、全保偏光纤多通非线性放大技术等核心超快激光技术，拥有全波段、高稳定、宽功率激光器产品体系。结合公司自助研发的自动化耦合模块和空芯光纤，可以实现大功率及超快激光柔性无损传输，为客户提供从激光光源、耦合技术到能量传输的一站式综合解决方案，解决用户在激光应用过程中遇到的种种难题与痛点，推动超快激光技术迈向更加高效、可靠与智能化的新纪元。