从上世纪70年代光通信技术的诞生至今，随着单根光纤的传输容量的增加，从10G/通道已经增加到了100T/通道，并在通信技术上，分别先后诞生了电路时分复用技术（TDM）、波分复用（WDM）和光放大（EDFA）、数字相干技术等（图1）。伴随着容量的提升及输入功率的增加，由于非线性香农极限的影响，单模光纤的传输容量即将到达上限。基于此背景，研究人员提出了一种空分复用技术（SDM），并产生了一种多核光纤，其目的在于解决单根光纤的承载容量。

图1 光通信系统中单根光纤容量的演变

目前市面上常见的多核光纤（MCF）有2芯、4芯、7芯、8芯、19芯等（图2），应用于各种不同的场合，其中已经有大量的报道，两芯光缆已经应用于海缆中。作为下一代数据中心传输技术的升级，四芯光纤的应用也越来越受到各开发者的追捧，成为当下炙手可热的开发趋势。

图2 MCF多核光纤类型

据Business research insights预测，到2028年，MCF相关光纤的使用量将达到9.8543 Billion USD的市场规模，其中尤以4芯及7芯需求量居多。

图3 全球MCF市场容量

在多芯光纤(MCF)的应用中，空间多路复用器/解复用器被称为扇入/扇出(FIFO)器件，用于有效地将光从单个单模光纤耦合到多核光纤的每个核心，反之亦然。到目前为止，已经报道了各种各样的FIFO器件实现技术，但最常用的技术有: 1)熔融拉锥技术，2)3D波导技术；和3)自由空间光学技术。

以上每种方法都有各自的优点，但对于具有小芯距的高密度MCF来说，实现低串扰(XT)仍然具有挑战性。例如，在熔融拉锥光纤逐渐变细的方法中，FIFO器件可以通过逐渐变细单模光纤束来实现，但在变细过程中，每个芯的模场直径(MFD)会增大，这可能会影响器件的性能导致相邻纤芯之间会产生明显的串扰。在3D波导方法下，直接飞秒激光刻写可能实现的最大折射率变化目前限制在0.007左右，并且在这种弱约束波导下很难实现低XT FIFO器件，但该方法的优点是能实现更多芯数的耦合。基于自由空间光学的FIFO器件具有低插入损耗和XT，需要精密控制各组件的精度及成熟的光学设计技能。

 图4 MCF FIFO器件实现技术

亿源通（HYC）基于自身强大的空间光学设计能力及成熟的精密耦合能力，提出了一种紧凑和低串扰XT的四芯 FIFO组件。通过精密的空间光学设计，利用透镜、棱镜等光学元件调节并优化MCF与多个单芯光纤的耦合，实现耦合效率最优，器件结构紧凑，指标均衡。 间距在43um的FIFO器件具有低平均耦合损耗（＜0.5dB），低串扰（＞45dB），回波损耗（＞55dB）。

随着5G、AIGC、云计算等应用的发展，对光纤传输容量的需求也将日益增大，空分复用技术多芯光纤有望成为突破传统单模光纤非线性香农极限的最优选择。而扇入扇出FIFO器件是连接多核光纤MCF和单核光纤SMF的关键组件。基于现有的核心技术平台，亿源通也即将推出更多通道的MCF FIFO器件，例如7CH、8CH、甚至19CH等。