光纤、光缆与介质

保偏光纤

Polarization-Maintaining Fiber · PMF
2026 新词图解PMF

定义

能保持光信号偏振态稳定的特种光纤。

图解

两种「读光」的方式 · 一个只看亮度,一个连相位一起读IM-DD 强度调制 / 直接检测光强调制亮暗代表 0/1直接检测(PD)只测光功率结构简单 · 成本低 · 功耗低数据中心内部互连的主流相干 · 同时利用幅度与相位IQ 调制幅度 + 相位相干接收 + DSP本振光混频后解调灵敏度高 · 距离远 · 容量大DCI、骨干与 ZR 模块采用相干把信息装到「相位」这个额外维度上,因此同样符号能承载更多比特,代价是必须用 DSP 做相位恢复与色散补偿。判据:几百米内用 IM-DD 就够了;几公里以上、或需要极高谱效率时,相干才划算。
相干与 IM-DD IM-DD 只读光强,简单便宜;相干连相位一起读,灵敏度与谱效率大幅提升,代价是必须配 DSP。一句话判据:几百米内 IM-DD 足够,进入 DCI 与骨干就得转相干。
把光纤里的光送进芯片,两条路 · 一个从上面进,一个从侧面进光栅耦合(垂直)硅光芯片 · 波导层光栅结构光纤垂直贴近优点:可在晶圆上任意位置布点便于整片晶圆级测试(不必切割)缺点:带宽窄、偏振敏感端面耦合(水平 / 倒锥)硅光芯片 · 波导层倒锥结构光纤水平对接优点:带宽宽、偏振不敏感、损耗低高性能模块与 CPO 的主流选择缺点:只能布在芯片边缘,对切割与对准要求高
光栅耦合与端面耦合 光栅耦合从芯片表面垂直进光,位置自由、便于晶圆级测试;端面耦合从芯片侧面水平进光,带宽与偏振表现更好,但只能布在边缘。高带宽场景(如 1.6T 与 CPO)通常选端面耦合,这也是光纤阵列 FAU 精度要求越来越高的原因。

说明

保偏光纤(PMF)通过特殊结构使光纤中两个偏振态的传播常数差异足够大,从而保持输入光的偏振状态不变。它在相干通信、光纤传感以及需要偏振稳定的光路中是必需件。

为什么需要它?因为普通光纤中偏振态会随弯曲、温度与应力随机变化,而相干系统的解调(尤其涉及本振光混频)依赖稳定的偏振关系。偏振相关损耗(PDL)也是同样逻辑下的一个关键指标

在光互连场景中,保偏光纤主要用于相干模块与部分高性能测试链路。随着相干技术向更短距离下沉,它的使用范围可能进一步扩大。

关键数字

偏振保持核心功能
相干 / 传感主要应用场景
偏振相关损耗配套关注的关键指标

关键要点

  • 在 CPO/NPO 场景中用于光引擎与外置光源的 FAU 耦合,对偏振态稳定有硬需求。
  • 2026 年国内厂商推出高性能保偏光纤产品,填补国内高端产业化空白。
  • 成本高于普通单模光纤,属特种光纤范畴。
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