在過去幾十年里，人們一直用的是傳統的圓柱形光纖。不過最近一種非常先進的光纖技術開始嶄露頭角，這種光纖技術主要依靠每束玻璃內部復雜的結構。這種帶有復雜微結構的光纖被稱為光子帶隙光纖，目前已經引起了數據通信和電信行業的極大興趣，因為這種光纖與傳統的相比具有很多優勢，它能夠把光有效地限制在芯徑中。實現低損耗、低色散，并減少非線性影響，使光通信用高功率傳送成為可能。而通過正在探索的3D打印方法，研究人員將能夠更快、更經濟地創建這種類型的光纖，甚至創造出之前不可想象的結構。

該項目的研究團隊包括南安普頓大學Zepler研究所的Jayanta Sahu教授和他的研究團隊，以及該校工程與環境中心的楊守峰博士。研究人員稱，這些新的方法“可能為制造出更為復雜的光纖結構鋪平道路，該結構有望解鎖從生物技術到航空航天和電信等多個行業的應用。”

各種結構的光子帶隙光纖

這里稍微科普一下比較冷門的光纖制造工藝，該過程通常需要首先創建一個預制棒，然后將其加熱到非常接近二氧化硅或玻璃熔點的溫度。生產商會借助重力和自動化設備從這些接近熔化的材料中拉出細絲，形成我們常見的光纖。在這中間，預制棒的結構會對基于它創建的每個光纖的最終結構起到主要作用。于是當生產商希望制造出帶有復雜微觀結構的光纖時，事情就變得棘手了。

“我們將開發出全新的多材料增材制造（MMAM）設備，該設備能夠使用二氧化硅和其他含玻璃材料制造出傳統的和帶微結構的光纖幾何形狀。”Sahu教授稱。“我們提出的方法可以用于產生復雜的光纖預制棒，而后者如果使用現有制造技術的話就非常困難、費時甚至無法實現。”

“不過這里還有許多挑戰，包括玻璃相當高的熔化溫度，如果是二氧化硅的話其熔化溫度要達到2000℃；這就需要對摻雜劑、折射率分布與波導幾何形狀進行精確控制，并且需要層與層之間的過渡是平滑的，否則所得到的光纖性質將被改變。”Sahu教授補充說。

通過逐層3D打印預制棒，研究人員可以控制其復雜的內部結構，以及從該預制棒中拉出的單個光纖的內部結構。

英國工程和物理科學研究理事會（EPSRC）為已經為南安普頓大學的這個項目提供了大約110萬美元的資助，研究人員希望能夠在不久之后拿出成果。