0 引言

    近年来，云计算、高清视频等数据流量业务迅速发展,由于传统的单芯单模光纤的传输容量受限于非线性香农极限，预计在未来数年内，光网络容量将面临极大的扩展难题[1]。基于多芯光纤的空分复用技术通过增加空间复用维度，能够将多根纤芯富集在同一光纤包层内，有效提高光纤密度和传输容量，因此是缓解单模通信光纤容量危机的有效途径[2]。此外，凭借多芯光纤独特的结构特性，其在光纤传感应用领域的技术优势也逐渐被人们所认识。例如，通过在多芯光纤内选择部分纤芯或全部纤芯进行光栅刻写，可以实现点式传感，用于测量形状曲率、温度等物理量[3]；或者将相位敏感型光时域反射计（Φ-OTDR）、喇曼光时域反射计（ROTDR）等多种传感方式集合于同一多芯光纤的不同纤芯，可以实现温度、振动、应变等多物理参量的分布式传感[4]。

    光纤通信系统与传感系统在设备器件及传输介质上具有高度的共性和兼容性，因此基于多芯光纤的通信感知一体化系统已成为近期的研究热点[5-6]。近年来，大多数通感一体系统采用七芯及以上的大芯数光纤，这种光纤与现有设备的兼容性较低。此外，在复杂狭小的传输环境下，较小的弯曲半径极易引起明显的弯曲损耗及信道串扰，降低了通信及传感系统的信噪比[1，6]。针对多参量同时传感的场景，现有的分布式通感一体系统大多采用单一传感机制与特定纤芯进行匹配[3]，这种方式的空间信道利用率较低，系统复杂度较高。

    基于此，本文设计并制备一种面向通感一体系统的耐弯三芯光纤，用于数据传输和传感多参量测量。

4 结束语

    本文设计并制备了一种面向通感一体系统的耐弯耐弯三芯光纤，优化了光纤O波的传输特性。采用三角形纤芯排布及深掺氟折射率沟道设计，有效兼顾了其耐弯曲及低串扰特性。光纤特性测试结果表明：当波长为1 550 nm时，平均损耗为0.58 dB/km，当波长为1 310 nm时，平均损耗为1.96~2.09 dB/km；平均芯间串扰低于-50 dB/km；当R=20、30、80 nm时，弯曲损耗均低于0.1 dB。

    若采用这种耐弯三芯光纤作为传感光纤，其较宽的谱宽可以有效拓展BGS斜坡线性区域，扩大温度或应变测量范围，有望在狭小空间下同时监测空间形状的曲率、温度、应变等物理参量[14-15]。另外，通过合理地调整芯层折射率设计，可以将该耐弯三芯光纤的传输波段进一步拓展至S+C+L波段，有效增强通感一体多芯光纤针对不同应用场景的兼容性，用于航空飞行器、变电输电及油气勘探等狭小空间的高速数据通信与多物理量快速感知。

    致谢：本文的有限元仿真相关工作得到了复旦大学的帮助与支持。