利用纯二氧化硅内包层双包层光纤实现数据与电能的同步传输

《Journal of Lightwave Technology》：Simultaneous Data and Power Transmission Using a Pure-Silica Inner-Cladding Double-Clad Fiber

　　

摘要：

我们提出了一种基于光纤的功率传输技术（Power-over-Fiber, PWoF），该技术能够利用单根光纤同时传输数据和电力。虽然同时实现大容量数据传输和高功率传输对于PWoF技术来说具有吸引力，但由于传统光纤的芯结构限制，这很难实现。为了解决这一挑战，我们提出了一种采用双芯结构的光纤（Double-Clad Fibers, DCFs）的PWoF方案，其中小芯被大的内包层包围。尽管如此，由于双芯结构的独特损耗特性，DCFs仍存在显著的传输损耗，这限制了传输距离和可用于电力传输的光波长范围。在本研究中，我们提出了使用纯硅材料作为内包层的DCFs（PSIC-DCFs）的PWoF方案，并验证了其可行性。我们利用PSIC-DCF实现了数据和电力的同步传输，并通过模拟无线电通过光纤（A-RoF）以及4K视频数据信号传输进行了实验验证。此外，我们还通过1.75公里的PSIC-DCF实现了A-RoF数据和电力的同步传输，这是迄今为止报道的最长传输距离。最后，我们展示了基于光能的被动光网络架构，并通过实验验证了其在移动前传网络中的可行性。