摘要：隨著數字化和智能時代的到來，信息傳輸領域正在經歷爆炸式增長。在面對特種領域的信息傳輸需求方面，特種光纖已成為信息傳輸的主要媒介，支持信息多元化市場的發展，特別是在智能電網，軍事，醫療和能源等特種領域發揮著重要作用。本文將分析特種光纖的發展現狀、分類和具體應用領域。

　　隨著光纖逐漸滲透到各個行業，特種光纖市場正在迅速開放。特種光纖技術具有技術要求高，技術難度大，與最終用戶需求緊密結合的特點。美國對華高科技出口管制的20種產品清單明確包含了特種光纖，這迫使中國特種光纖的技術努力突破、市場蓬勃發展。

　　特種光纖的發展現狀

　　特種光纖用于特定波長，由特種材料制成，根據特殊波長結構設計，采用特殊涂層材料，具有特種功能。在封裝方法和尺寸方面，國產特種光纖主要包括偏振保持單模光纖，大直徑大數值孔徑光纖，雙包層光纖和三角芯光纖。我們日常所說的特種光纖主要是指偏振保持單模光纖。

　　從狹義上講，特種光纖是一種具有特種性能的光纖，其用途與國際通信標準光纖不同。其材料摻雜，結構設計，工藝，傳輸波長，光學性能，機械和環境特性都很特殊，服務于不同的行業領域。從廣義上講，特種光纖和通信光纖專用光纜甚至組件都屬于特種光纖(產品)范疇，應用于電力、通信、石油石化、傳感、軍事和工業等各個領域。

　　目前，我國特種光纖市場的主要特點是市場分散，總需求量小，產品種類繁多，生產工藝復雜，制造成本高。在國內，沒有統一的產品質量標準，大多數生產企業的產能都很小。從應用市場來看，國內航空航天，風能，燃料電池等新型工業應用將為特種光纖提供更多市場。

　　預估2014-2019年全球特種光纖市場年復合增長率達到7.8%，到2019年，全球特種光纖產能有望增至8.417億磅。其中，中國占增量的34%。從區域市場而言，北美、西歐和日本是全球最大的三個特種光纖市場，占全球總需求量的72%，低于2007年的76%。未來5年，包括中國、印度在內的新興經濟體還將迎來特種光纖這一市場的快速發展。

　　特種光纖的分類

　　保偏單模光纖是最常用的特種光纖，偏振保持光纖，指能使輸入該光纖的線偏振光獨立、穩定的在光纖中傳輸的一種單模光纖。偏振光是光波、電磁波、電場振動方向不與傳播方向一致的光。線偏振光指光波電場的指向限于某一平面內，只沿一個方向振動的偏振光。以下對偏振保持單模光纖將做更詳細的分類。

　　1、單偏振光纖。通過專門設計與制造工藝，使光纖中構成基模的兩個線偏振模之一為導模，可低損耗傳輸。另一個模截止或產生嚴重泄漏而衰減，使這種光纖的輸出光始終只有一種單一的偏振模式的光纖。

　　2、紅外光纖。傳遞波長為2-4微米中紅外波段內的光信號或光能量的光纖。在寬波段內色散很低對輻射的敏感性亦很低。可用于超長距離無中繼，超大容量的通信系統、抗輻射通信系統、紅外光纖傳感器和非線性光學元件、紅外能量傳輸線等。

　　3、塑料光纖。包層為低折射率、纖芯為高折射率的透明塑料制成的光纖。直徑為數十微米至數毫米。在遠紅外和紫外波段比光學玻璃的透過率超過50%，與發光二極管配合使用，可用于傳輸距離120米以內低速率的光通信系統。

　　4、耐輻射光纖。用耐輻射材料制作的光纖，可以在核輻射環境中正常工作。一般玻璃光纖受核輻射時會因染色而失去透光能力，含鈰的玻璃具有很好的耐輻射能力，因此用來制做光纖可以獲得較好的效果。

　　特種光纖的應用領域

　　通信/器件應用領域：主要是用于通信信號放大和光纖激光器的摻鉺和摻鉺有源光纖，用于通信和通信設備的保偏光纖，耦合光纖和抗彎曲光纖用于無源光器件，色散補償光纖用于通信傳輸網絡的色散管理等;

　　軍工應用領域：耐高溫光纖/紫外光纖/彎曲光纖/ UV光纖等在高溫高壓等惡劣環境下使用， FOG保偏光纖用于航空核心器件光纖陀螺，抗輻射光纖用于光纖延時器;此外，還有用于激光雷達的高功率激光傳輸光纖和電纜，以及超連續光子晶體光纖。

　　電力應用領域：玻璃光纖覆蓋的大芯光纖和塑料覆層，電力電纜和轉換器閥門和風力發電系統的控制部件;此外，光纖電流互感器用于超高壓電流監測。

　　醫療應用領域：用于激光手術的各種類型的鈥激光和綠色激光的特種醫療大芯光纖，用于激光成像的特種數值孔徑和用于端部的光導，還有用于醫療傳感的傳感光纖產品，需要醫學認證。

　　能源/軌道交通應用領域：用于軌道交通機車加工的長距離輸油管道用振動傳感電纜，耐高溫光纖和石油石化電纜傳感光纜用于大芯線能量傳輸光纖和軌道結構健康監測。

　　國內領先企業情況

　　2015年，在相關多元化的戰略之下，長飛成立了特種產品事業部。在過去的幾年中，長飛特種事業部實現了高速增長，年復合增長率達35%左右，營業額從起步階段的數千萬到2018年的近3億。

　　目前，國際市場的競爭格局上，形成了兩大深度聯盟，它們基本具備全系列化特種光纖產品，在國內外相關市場具備穩定優勢，即康寧與藤倉聯盟、OFS與古河聯盟;此外，也有一批具備專有技術和自身市場的特纖廠商，如Nufern、LEONI、Fibercore、J-Fiber、Fiberguide等。

　　我國的光纖光纜廠商在生產特種光纖方面，只有少數形成了國產化產業鏈規模，長飛作為全球領先的預制棒、光纖和光纜生產廠商，在特種光纖領域精耕細作多年，擁有PCVD和MCVD等核心預制棒生產工藝和平臺，經過多年的技術沉淀，在市場驅動下，長飛公司已經實現了特種光纖全系列化，擁有完善的特種光纖預制棒及相關原材料—全系列特種光纖—特種光纖組件及系統模塊產業鏈結構，產業鏈具備核心國產化規模。

　　從未來應用上看，特種光纖將在三大領域大放異彩。一是物聯網細分市場，隨著整個社會的信息化水平不斷提升，大量的非運營商的企業網和專網有“光進銅退”的需求，如核電、石油石化等特殊化場景下需要使用特種光纖;二是感知網，分布式傳感網對于光纖的精度和實時性都有非常高的要求，長飛早在2015年就開始了基于特種光纖的分布式光纖傳感技術的研究;三是高端智能制造，隨著智能制造水平的不斷提升，光纖激光器的需求將快速增長，長飛目前正在加快工業級系列激光產品的研發。

　　結語

　　作為光纖技術未來的發展方向，特種光纖在各個領域尤其具有廣泛的應用。近年來，一系列特種的光纖，例如用于光纖傳感的保偏光纖和用于光纖激光器的摻鉺光纖，已經迅速發展。隨著《中國制造2025》和物聯網技術的不斷推進，特種光纖能滿足特殊行業不同應用環境下對各類高端信息技術的需求，有助于提升其智能制造水平，因此特種光纖在未來的工業互聯網當中具有重要的一席之地。中國的特種光纖產業將在未來20 - 30年內經歷革命性的變革，數字化、網絡化和智能化是革命性變化的核心技術和主要途徑。