详解光纤和保偏光纤

1、概述

还有4层分类的，算上了护套。

光纤呈圆柱形，从内到外由四层结构组成：

     纤芯和包层合称"裸光纤"，标准直径125μm。涂覆层和护套因应用而异。

光纤是基于光在一定条件下能够全反射的性质而设计。光纤工作时，可以想象为：在一条足够细长的隧道里，光不断碰撞反弹，不断往前跑。其中的关系就像是：芯层就是跑道，包层是防止选手跑出去的围栏，涂层则是在外面维护秩序的保安，保证光的传播不受影响，而不同的光就在一条大跑道里横冲直撞，不会互相干扰。

主要制造方法

     预制棒在拉丝塔中经约2000°C高温加热，拉伸成直径125μm的光纤，经涂覆、固化后收绕。拉丝速度可达20m/s以上。

光纤光缆产业链呈现 “上游高壁垒､中游规模化､下游高成长” 的结构｡光纤上游为原材料与设备，包括石英砂原料､工业气体 (氦气 / 氯气等)､四氧化硅､四氧化锗､预制棒生产设备､光纤预制棒､拉丝塔及涂料设备，其中光纤预制棒生产环节技术壁垒高，全球仅少数企业掌握，格局较为集中；中游环节为核心制造，包括将光纤预制棒拉丝成线､再到光缆成缆；下游需求主要来自于市场包括通信运营商､数据中心与云计算､工业互联网､智能电网等应用市场｡

2、保偏光纤

CPO、NPO、可插拔三线并行，2028年Scale-up市场CPO和NPO预计各占一半。押错了节奏，那么弹性会反向。前提得有CPO，后面才是CPO需要保偏光纤。（过去国内保偏光纤最典型的应用，是光纤陀螺。光纤陀螺对保偏性能、温度稳定性、批次一致性和长期可靠性要求很高。一根光纤可能要绕成很长的光纤环，任何细小的不均匀，都可能影响陀螺精度。现在，CPO又给保偏光纤带来了一个新场景。）

需要说明的是，并不是所有CPO都要用保偏光纤。如果激光器直接集成在光引擎附近，外部不需要传输连续光，保偏光纤的需求就不强。真正需要保偏光纤的，主要是外置激光源方案，也就是ELS-CPO。激光从机箱前面或其他位置送到硅光芯片，途中要经过光纤、连接器和光纤阵列。硅光耦合结构往往对偏振方向敏感，这时候就需要保偏光纤把线偏振稳定地送到芯片。因此，CPO使用的保偏光纤和传统陀螺光纤虽然都可能是熊猫型，但不能直接画等号。陀螺更看重长距离绕环、全温串音和长期稳定性；CPO则更重视O波段性能、小弯曲半径、模场匹配、多芯阵列一致性、带状化能力以及高功率连续光可靠性。说得直接一点：一根很好的陀螺纤，不一定就是合格的CPO光纤。

也就是保偏光纤是“让光老老实实按指定方向走”。普通单模光纤看上去很圆、很对称，光在里面传播时，偏振状态容易受到弯曲、温度和外部应力影响。保偏光纤则会主动制造双折射，让两个正交偏振方向具有明显不同的传播特性。只要输入光准确对准其中一条主轴，传播过程中就不容易串到另一条轴上。目前最常见的是熊猫型保偏光纤。把光纤横截面放大看，纤芯两边各有一根应力棒，看起来很像熊猫的两只眼睛，因此得名。

传统的熊猫型保偏光纤有两个老毛病：裸纤直径波动、猫眼应力区结构不对称。高端CPO的精度要求，恰好把这两个毛病放大了。谁能把保偏光纤做到极细径、高均匀，谁才拿得到CPO时代的入场券。需求端的信号，其实早就写进价格里了。有测算显示，特种光纤的价格一年内从每芯公里32元飙到240元，涨了约6.5倍。整个行业，正在从“光纤到户”，转向“光纤到GPU”。

目前光棒扩产周期18到24个月，高稼动率下想快速放量很难。保偏光纤门槛更高——工艺、认证、客户导入，每一项都是以年为单位的慢功夫。

天风证券指出，全球市场上，保偏光纤产品由超过20家制造商和分销商供应，国外厂商主要有康宁、Fibercore、OFS（古河）及藤仓等；而国内则以中电科46所、深圳镭尔特光电、河北镭族光电、长盈通、长飞光纤、烽火通信、长进光子、亨通光电等企业为代表。
海外厂商中，Coherent、Lightera、Corning、Fibercore和Exail都值得关注。尤其是Lightera已经推出面向O波段、小弯曲半径互连的1310 nm弯曲不敏感保偏光纤；Corning则在CPO光纤基础设施、混合单模/保偏光纤组件和FAU方面走得更靠前。