光纤被称为改变世界的十大发明之一，它以轻质、低价、传输容量大、传输损耗低、保密性好、抗干扰性强等优势自二十世纪七十年代起迅速渗透至通信、传感及激光器等应用领域。然而，在一些恶劣环境下，如海底光缆及海洋探测系统、石油勘探等领域，光纤原有的硅橡胶、聚氨酯或丙烯酸酯等成分构成的涂层虽然能够保护光纤，但是不能够阻止水分和氢对光纤机械强度和光学性能的影响，使得普通光纤在潮湿或小弯曲半径条件下的工作寿命大幅缩短。
碳密封涂覆光纤简称涂碳光纤，该光纤在拉制过程中通过特殊工艺在石英包层的光纤表面形成一层纳米量级厚度的碳膜。碳膜随薄却结构致密，对水分与氢具有堵塞效应，并且在光纤表面的收缩小，化学性能稳定，能有效防止光纤表面微裂纹的扩大，延缓机械强度的疲劳进程、降低因氢分子造成的损耗增加。致密的碳膜有如给光纤穿上了一层刀枪不入、百毒不侵的黑色盔甲，成为光纤中的“黑旋风”。
图1 碳密封涂覆光纤结构图
图2 光纤表面碳层的AFM照片
涂碳光纤的性能主要从损耗、筛选长度、抗拉强度以及耐疲劳因子等几方面体现，其中耐疲劳因子是决定光纤寿命的最直接的参数，耐疲劳因子越高，则光纤的工作寿命越长，且由于工作寿命与耐疲劳因子呈指数关系，因此耐疲劳因子即便是微量提高也将使得光纤的理论寿命将显著延长。以G.652单模通信光纤结构为例，其典型技术指标为：0.336dB/km@1310nm,0.204dB/km@1550nm, 抗拉强度60N，耐疲劳因子21，某小弯曲半径下的理论工作寿命为5.3秒。而天之星公司生产的相同结构的涂碳光纤的技术指标为：0.337 dB/km @1310nm, 0.207 dB/km @1550nm, 抗拉强度55N，耐疲劳因子147，相同小弯曲半径下的理论工作寿命为17年，光纤能够通过2％张力筛选。不难看出，涂碳光纤的主要性能与非涂碳光纤大致相当，而恶劣条件下的工作寿命可明显提升，达到长期可靠工作的水平。此外，有国外报道称，常温下涂碳光纤在氢气中可保持20年损耗不增加。
中电科天之星公司从事碳密封涂覆光纤的研发与生产十余年，拥有完全自主知识产权与多项核心专利，光纤产品包括φ125μm及φ80μm等多个系列的单模、多模碳密封涂覆光纤，耐高温等级包括85℃与125℃等。近年来，本公司累计研制生产涂碳光纤愈万公里，通过了水下传感器、舰用光缆等多项国家重大、重点工程完成多个型号的涂碳光纤配套任务的鉴定验收，光纤性能得到用户一致认可。
随着碳密封涂覆光纤性能的不断提升及其产业化规模的不断扩大，未来碳密封涂覆光纤必将对工业、船舶、航天、军事等领域产生更加深远的影响，天之星公司将与日俱进地提供性能卓越的碳密封涂覆光纤产品。
图3 碳密封涂覆光纤照片
（来源：中电科天之星）