Chiral光纤：光纤无源器件的新方向

3/25/2020，光纤在线讯，今年OFC上，一家名叫Chiral光纤的公司在一场集成光器件讨论会上表示，光子集成器件现在90%的成本都来自封装，而集成电路的封装成本不到10%，这巨大的差距正是集成光子器件努力的方向。他们的Chrial光纤器件正是解决光纤和集成波导耦合的好工具。在OFC展场，编辑找到这家公司，听他们介绍他们的技术何在。

Chiral光纤这家公司本身位于美国新泽西，创立于1999年，创业团队来自医疗设备公司Schick，纽约城市大学。他们研究Chiral光纤的技术很长时间了。网上可以搜到他们的团队最早在2003年发表在光学快报的文章。的产品是一种光纤型无源器件，看起来工艺很有点像熔融拉锥的耦合器件。Chiral这个词来自希腊语kheir，是“手”的意思。“所谓Chiral的结构要不是左，要不是右，不能和自己的镜像重叠”（这段话来自2014年JLT上他们一篇文章，不太好理解）。制作周期性的Chiral光纤结构是通过将光纤预制棒在一个小型加热区上不断拧转（twist），有点类似拧麻花。不同的材料对应不同的加热温度。这个加热区可以通过电阻丝，气体火焰或者CO2激光来实现。玻璃加热到熔化温度，以一定速率拉伸拧转预制棒就可以得到预想的螺旋状结构，可以起到长周期光栅LPG的作用。

单，双或者多落下的Chiral光纤结构具有不同的偏振灵敏性，因此可以用作偏振器件，也可以据此制作光纤温度传感器。Chiral光纤结构更有前景的应用在于不同数值孔径，不同通道数的光波导之间的耦合。在光纤拉锥的过程中，模场直径MFD既可以缩小，扩大，也可以保持不变，取决于芯，包层以及外包层的折射率差。Chiral光纤结构提供了同时控制模场直径尺寸和模场形状的工具。比如双螺旋的Chiral光纤结构就具有长方形的模场形状，支持光纤同同样模型形状的波导的耦合。这样做的好处是无需采用透镜结构，直接实现端面的耦合，提升了器件结构的稳定性，另外还可以支持2D阵列式的耦合。所谓的螺距减少光纤阵列PROFA就是一种阵列产品，基于它可以实现空分复用的扇出器件，耦合器件，甚至可以做光开关。

熔融光纤器件的前途一度是编辑担心的话题，Chiral光纤开拓的方向让编辑的担心落了空。虽然这更多还是学术讨论，但其无疑证明了光纤器件的生命力。