这篇文章报告了一项单一的原创研究，题为《Hollow-core photonic crystal fibers for power-over-fiber systems》，由作者Jonas H. Osório, João B. Rosolem, Fabio R. Bassan, Foued Amrani, Frédéric Gérôme, Fetah Benabid和Cristiano M. B. Cordeiro共同完成，研究机构包括Institute of Physics “Gleb Wataghin”, University of Campinas (巴西), CPQD – Research and Development Center in Telecommunications (巴西)以及University of Limoges (法国)。研究发表于期刊《Optical Fiber Technology》，出版时间为2022年9月12日。
该研究属于光纤技术领域，特别专注于中空芯光子晶体光纤(hollow-core photonic crystal fibers, HCPCFs)的发展和其在Power-over-Fiber (PoF)系统中的应用。传统意义上，PoF技术通过光纤传输激光至光伏转换器（photovoltaic converters），使得激光的光功率被转化为电能来驱动目标电路。然而，目前绝大多数PoF系统依赖于实芯光纤(solid-core fibers)，其功率承载能力受限于光纤中石英材料的耐受程度。而新型的中空芯光子晶体光纤因其在高功率激光传输方面表现出的优越性而成为研究热点。
HCPCFs的第二代技术——”抑制耦合型光子晶体光纤” (inhibited-coupling, IC HCPCFs)展示了优异的低损耗高功率传输性能，例如负曲率结构和嵌套管状结构等设计显著降低了衰减值，使中空光纤成为高功率激光传递领域中重要的候选技术。该研究试图探索HCPCFs在PoF系统中的应用潜力，为开发超越现有PoF系统功率限制的下一代技术提供依据。
本研究的实验设置和方法逻辑清晰，包括以下几个主要部分：
1. 光纤微结构与衰减特性表征
实验首先表征了被采用的单环管状结构（single-ring tubular-lattice, SR-TL）中空光纤。该光纤的纤芯周围包含八根各厚度为1.05 μm、直径为16 μm的独立石英管定义的35 μm中空核心。研究通过其截面显微照片和透射光谱（波长700至1700 nm）表明，光纤在770-940 nm和1150-1590 nm波长范围内具备两个主要的低损耗传输带。特别是在最小损耗点（830 nm的6.0 dB/km和1340 nm的22.4 dB/km）处，光纤表现出一定地传输性能基础。结合图1的衰减谱和介质重叠参数(dielectric overlap parameter, DO)的计算，研究进一步确认这些微结构减少了光纤导模和纤芯结构之间的空间重叠，大大降低了激光与材料间的相互作用。
2. 激光传输稳定性测试
为验证光纤在高功率激光传输中的表现，实验将功率为3 W的连续波激光（1480 nm）耦合进入6 m长的HCPCF，进行65分钟的传输稳定性测试。通过搭建如图3所示的实验装置（包括光学镜片、反射镜和功率计），在控制光纤弯曲半径为15厘米的条件下，测量传输光功率的变化。结果显示输出功率在1.31 W附近稳定波动，波动标准差仅为0.01 W，表明光纤在高功率条件下具有稳定性和实际应用潜力。
3. 光纤在PoF中的实验示范
作为PoF场景的展示，研究引入InGaAs光伏转换器(jdsu ppc-9lw)，并通过光纤传输0.75 W的激光至光伏表面。在500欧姆负载电阻条件下，光伏转化出大约0.035 W的电能，并成功为一个功耗为30 mW的微型相机电路供电。作者通过图7的照片展示相机被激活的场景，直观表明了HCPCF在PoF领域应用的可行性。
实验流程中，作者呈现以下关键发现：
中空光纤的光学性能：研究首次系统性表征SR-TL结构HCPCF的微观参数和传输性能，验证了其低介质重叠和较低损耗。尽管研究中光纤的红外波段衰减值（35.3 dB/km at 1480 nm）仍高于传统实芯光纤，其潜力已初步展现。
激光传输稳定性：结果表明光纤在实验中保持稳定输出，是高功率PoF场景的理想选择。
PoF系统构建与展示：成功实现通过HCPCF传输高功率激光，驱动实际电子电路（微型相机），为HCPCF技术拓展到PoF提供了首个实验实例。
该研究明确指出HCPCFs在PoF技术中的潜力，其独特的高功率传递能力与低损耗特性可以突破现行PoF系统的功率限制，为海底通信、远程能源传输等场景提供新型解决方案。研究团队还探讨了进一步提升光纤衰减性能的可能方向，例如引入混合“Kagome”和嵌套管状设计以优化远红外波段传输性能。
同时，研究也提出，尽管实验中HCPCF的光耦合效率有限，将来也可通过光纤的拼接（splicing）和逆向锥形耦合（reverse tapering）技术实现与传统光纤系统的兼容，为实际应用铺平了操作和灵活性基础。
这项研究通过系统性实验揭示了HCPCFs在PoF场景中的应用潜力，且为进一步优化和商业化应用提供了宝贵的理论支撑和实践方案。它在光纤技术领域具有重要的学术价值和工程意义，为下一代PoF系统的发展奠定了坚实基础。