【产通社，3月21日讯】制造过程中出现的微小缺陷可能使光学元件间基于光的连接不够可靠。一种新的基于光纤的光子拓扑绝缘体，采用扭曲设计，解决了这一问题。

光纤平台由巴斯大学开发，与剑桥大学及国际合作伙伴合作。其扭曲的设计使其对缺陷和损伤具有极强的抵抗力。这有望极大提升光电子器件、传感器以及量子和高带宽通信中数据传输的可靠性。

研究人员利用标准电信级材料，开发出具有多个导光芯的光纤。光纤的多芯线结合其扭曲设计，形成了受保护的光状态，这些光线在扭曲后不会与其他芯线耦合。当光线遇到扭曲纤维中的缺陷时，光会绕过它流动，而不是散射。

相比之下，传统光纤沿单芯引导光线，允许光自由向前或向后传播。光纤玻璃芯的任何瑕疵都可能散射光线，使其泄漏或反射到相反的、意想不到的方向。可以创建额外通道以传输更多数据，但光线往往会在邻近磁芯间耦合，产生噪声并限制传输数据的可靠性。

研究人员利用模拟指导实验材料设计，探索了纤维扭转与支撑传播常数之间的相互作用，找到了一个“适居区”，即即使存在扭转诱导的抛物线折率剖面，纤维的拓扑特性依然存在。他们展示了光纤的拓扑结构如何保护光线免受制造缺陷和杂质的影响。

与由小块实心绝缘体制成的拓扑绝缘体不同，扭绞光纤有潜力生产成能够长距离工作长度的材料。扭绞纤维保持柔韧，光线损失最小，并在弯曲、扭曲和纤维损伤时提供稳定、不间断的光流。

基于光纤的光子拓扑绝缘体有望提升信号可靠性，保护脆弱的量子信号，并有助于实现可扩展的拓扑光纤激光器。它可以提供可靠的基于光的连接，用于芯片、器件或光电元件之间的数据传输。

它可以用于引导先进通信中的光信号、精密传感（包括医学成像和环境监测），以及在需要持续稳定光流的新兴量子技术中。查询进一步信息，请访问官方网站https://www.photonics.com/Articles/Twisted-Optical-Fiber-Forms-Protected-Pathway-for/p5/a72029。（镨元素，产通数造）