光纤端面的学问：专访非接触光纤连接器发明人简斌博士

11/25/2019,苏州莱塔思公司上上周参加了光纤在线武汉光博会的联展，第一次在国内展出了莱塔思全系列的非接触光纤连接器。在展会现场，光纤在线编辑专访了莱塔思的创办人简斌博士。2013年，编辑在OFC第一次见到简博士。那一年他的美国硅谷公司Arrayed Fiberoptics发明的非接触光纤连接器刚刚被美国专业媒体 Lightreading专题报道过。打那以后，编辑和简博士有了更多的交往，特别是几年前他回国创立莱塔思公司后。在编辑眼里，简博士是非接触光连接器领域的先驱，也是第一个把非接触连接器这个新技术引入中国光通信工业的人，很高兴能有这个机会采访简博士，也因此能有机会更多了解非接触光连接器。


左为苏州莱塔思创始人简斌博士，右为光纤在线创始人刘铮博士

   话题从不久前住友与扇港合作发布的AirMT非接触光连接器开始。这些连接器领域的巨头企业为什么要推出这样的产品？他们如何看待非接触光纤连接器呢？简博士表示，毫无疑问，这两大巨头都非常看好非接触式光连接器的发展前景。这次住友推出的AirMT技术其实和莱塔思的产品是同一种工作原理，即通过光纤端面镀膜来消除光纤端面间的多次反射。但是相比莱塔思现有的产品，性能上还存在不足。简博士表示，住友也许并不期待这个产品现在就能有很大市场，他们更是期待以这次的发布为标志，能吸引更多的厂商进入，把非接触光纤连接器市场做大。

   非接触式光连接器能让住友这样的大公司青睐，自然有其独到的地方。简博士告诉编辑，实际上国际连接器巨头试图摆脱广泛应用的接触式光连接器远非近几年的事情，很可能从上世纪八九十年代他们就开始了。简博士说，他最初进入这个领域，也是受了一家连接器大厂的启发。当时他在做基于微透镜的二维光纤准直器阵列，对方要求他能不能用这个二维光纤准直器阵列做成多通道光纤连接器，引起他的深思，他第一次意识到原来光纤连接器不等于接触式连接器。经过化繁为简的分析过程，微透镜被拿掉，变成了两个镀有防反射膜的光纤端面加上微米级空气间隙这样一个极简光路。简博士就这样发明了基于接近耦合的非接触光纤连接器。在此之前，已经有两类光纤连接器，一类是人们非常熟悉的物理接触式光纤连接器，另一类是通过透镜扩束的非接触光纤连接器。

   2013年连接器大厂US Conec 联合Intel 和康宁，发布了基于透镜的MXC 多光纤连接器，并一度对市场发展寄予厚望，但事后表现差强人意，其性能上的不足是最大的短板。藤仓，3M等公司也在近几年发布过透镜扩束式非接触光纤连接器产品，都没有下文。看来透镜扩束光纤连接器要实现起来困难重重。
   相比之下，莱塔思的技术基于在凹陷的光纤端面上镀膜，没有其他光学零件，器件结构异常简单可靠。缺点是端面镀膜需要在真空镀膜机中进行，这给非接触光纤连接器的生产带来了一定的加工难度和成本增加。

   镀膜加工成本的增加换来了光纤连接器性能的飞跃。非接触光纤连接器相比接触式光纤连接器在性能上有很大优势，这种优势在多光纤MPO连接器中尤其明显。非接触MPO光纤连接器的抗灰尘、抗赃污能力非常好，居然被称为“防尘光纤连接器”。它的使用寿命比接触式连接器提高10倍至几十倍。它的非接触工作原理导致随机插拔互配性可以绝对保证，因为空气间隙对它没有影响。非接触MPO光纤连接器比普通MPO插损低了许多，回损高了10dB以上，插拔重复性改善将近10倍。
   非接触光纤连接器和普通光纤连接器是兼容的，可以互相对接。而且因为非接触光纤连接器的光纤端面是凹陷的，它与待测光纤连接器的光纤端面无接触，大大减少了对待测器件的端面损伤。光纤连接器寿命也随之提高10倍以上。这些特点使得非接触光纤连接器特别适合作为光模块生产中的测试线。

   简博士告诉编辑，现阶段非接触式光纤连接器实际上已经开始逐步赢得商业上的成功。华为公司和烽火公司都在他们的高性能光背板产品上大量采用了这种非接触光纤连接器。简博士说，光背板采用的是裸光纤形式的连接器，天然适合莱塔思非接触光纤连接器的使用。未来，非接触连接器的应用更多依赖这种独特的应用场合，比如板上光学的器件主要采用的也是裸光纤，这很可能也是非接触光纤连接器发展的一个大机会。
 
   简博士告诉编辑，非接触光纤连接器已经由华为公司于2017年提名至国际标准制定委员会作为下一个国际标准，被称为“防尘光纤连接器”。莱塔思的非接触光纤连接器产品相比国内外竞争对手在性能上非常优越，他们正在完善自己的专利布局。

   非接触连接器未来是否会大批取代现在的接触式光纤连接器？简博士认为言之尚早。他表示，非接触式连接器现在毕竟还是成本比较高，而且客户的认知度还比较低。但是随着下一代数据中心里MPO光纤连接器的大量采用，越来越多的单光纤连接器正在被取代。

   就像半导体工业中的摩尔定律，高密度光纤连接器的大量应用是大势所趋。在不久的将来，144光纤至1024光纤的光纤连接器将出现，而这种光纤连接器的工作原理，目前看来镀膜工作原理是唯一的可能。非接触光纤连接器作为一个全新的方向，不久的将来一定会大放异彩。