近期，中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所光子功能材料與器件研究室研究員郭海濤團(tuán)隊(duì)在中紅外空芯反諧振光纖（HC-ARF）研究方面獲得重要進(jìn)展�？蒲袌F(tuán)隊(duì)基于自研的硫系玻璃材料研制出一款有效模場(chǎng)面積超7000 μm²的“七孔接觸式”HC-ARF，理論成功預(yù)測(cè)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光纖在中紅外波段存在多個(gè)低損耗傳輸通帶，兼具優(yōu)異的高階模抑制特性，且存在進(jìn)一步降低光纖損耗至0.01 dB/m的空間（比目前實(shí)芯階躍型硫系光纖損耗低1個(gè)數(shù)量級(jí)以上）。相關(guān)研究成果發(fā)表在Optics Express上。

中紅外光纖激光器的功率/脈寬不斷突破，但紅外光纖材料的本征缺陷也愈加突出如非線性、色散、光致?lián)p傷、材料吸收損耗等，在傳統(tǒng)實(shí)芯光纖中較難獲得實(shí)質(zhì)性突破，這成為制約中紅外光纖技術(shù)發(fā)展的瓶頸。近年來(lái)，基于反諧振效應(yīng)的HC-ARF因傳輸帶寬、激光損傷閾值高、傳輸損耗低和模式純度高等優(yōu)異特性而獲得關(guān)注。雖然HC-ARF應(yīng)用領(lǐng)域在不斷發(fā)展，但光纖拉制難度成為難點(diǎn)，實(shí)際光纖損耗徘徊在幾個(gè)dB/m水平。 

該成果團(tuán)隊(duì)?wèi)汛А敖夥殴饫w技術(shù)應(yīng)用中的材料限制”的想法，開(kāi)始了對(duì)中紅外空芯反諧振光纖的探索�？蒲腥藛T從實(shí)際制備和應(yīng)用角度出發(fā)，基于紅外玻璃材料特點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出“七孔接觸式”結(jié)構(gòu)，利用有限元法對(duì)光纖的限制損耗、彎曲損耗、材料損耗和高階模抑制等光纖性能進(jìn)行理論仿真，基于As40S60硫系玻璃結(jié)合堆積拉制法和雙路氣壓控制技術(shù)，制備出結(jié)構(gòu)復(fù)現(xiàn)性良好的HC-ARF。測(cè)試數(shù)據(jù)表明，該光纖具有高階模式抑制特性、大的有效模場(chǎng)面積（> 7000 μm²）和多個(gè)低損耗傳輸通帶，在4.79 μm激光波長(zhǎng)處損耗僅為1.29 dB/m。此外，該團(tuán)隊(duì)探索了不同工藝參數(shù)下光纖結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律，分析了造成額外光纖損耗的關(guān)鍵因素，并預(yù)測(cè)了該結(jié)構(gòu)光纖的理論損耗極限，為HC-ARF的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和拉制提供了理論支撐。

（a）堆積拉制法和雙路氣壓控制技術(shù)（b）光纖預(yù)制棒 （c）光纖的理論損耗與實(shí)測(cè)損耗

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、廣東省光纖傳感與通信技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金的資助。 

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