近期，中國科學院西安光學精密機械研究所光子功能材料與器件研究室研究員郭海濤團隊在中紅外空芯反諧振光纖（HC-ARF）研究方面獲得重要進展�？蒲袌F隊基于自研的硫系玻璃材料研制出一款有效模場面積超7000 μm²的“七孔接觸式”HC-ARF，理論成功預(yù)測并通過實驗驗證光纖在中紅外波段存在多個低損耗傳輸通帶，兼具優(yōu)異的高階模抑制特性，且存在進一步降低光纖損耗至0.01 dB/m的空間（比目前實芯階躍型硫系光纖損耗低1個數(shù)量級以上）。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)實芯光纖中較難獲得實質(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，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，實際光纖損耗徘徊在幾個dB/m水平。 

該成果團隊懷揣“解放光纖技術(shù)應(yīng)用中的材料限制”的想法，開始了對中紅外空芯反諧振光纖的探索�？蒲腥藛T從實際制備和應(yīng)用角度出發(fā)，基于紅外玻璃材料特點，創(chuàng)新性地提出“七孔接觸式”結(jié)構(gòu)，利用有限元法對光纖的限制損耗、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)復現(xiàn)性良好的HC-ARF。測試數(shù)據(jù)表明，該光纖具有高階模式抑制特性、大的有效模場面積（> 7000 μm²）和多個低損耗傳輸通帶，在4.79 μm激光波長處損耗僅為1.29 dB/m。此外，該團隊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測損耗

研究工作得到國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、廣東省光纖傳感與通信技術(shù)重點實驗室開放基金的資助。 

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.482941