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近期，中國科學(xué)院西安光學(xué)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）研究方面取得重要進(jìn)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(chǎng)面積超7000 μm²的“七孔接觸式”HC-ARF，理論成功預測并通過(guò)實(shí)驗驗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(xiàn)性、色散、光致?lián)p傷、材料吸收損耗等，在傳統實(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。 

該成果團隊懷揣“解放光纖技術(shù)應用中的材料限制”的想法，開(kāi)始了對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”結構，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(jìn)行理論仿真，基于A(yíng)s₄₀S₆₀硫系玻璃結合堆積拉制法和雙路氣壓控制技術(shù)，制備出結構復現性良好的HC-ARF。測試數據表明，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(cháng)處損耗僅為1.29 dB/m。此外，該團隊探索了不同工藝參數下光纖結構的演化規律，分析了造成額外光纖損耗的關(guān)鍵因素，并預測了該結構光纖的理論損耗極限，為HC-ARF的結構設計和拉制提供了理論支撐。

研究工作得到國家自然科學(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)驗室開(kāi)放基金的資助。 

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