红外光纤未来展望

自七年多前休斯实验室第一次研制多晶红外光纤以来，现在已经有各种各样为传感器、能量传送和未来长距离通信线路应用而制作的红外传输波导。     

红外传输的二种氟化物玻璃光纤

近年来,理论上已预示很多卤化物在红外波谱范围内有极低的光传输损耗,由KRS-5、TlBr、KCl、CsI、AgBr等卤化物晶体也拉制了红外光纤,例如采用挤压工艺得到了KRS-5的多晶光纤,长度连续可达200米。这类光纤要获得良好的波导结构是困难的。我们试制了二种氨化物玻璃光导纤维。第一种是以氟化物玻璃为芯料,氟46为包层的红外光纤。芯料玻璃的配方以及折射率见表1所示。     

古河电工公司的红外传输用光纤

近几年，对石英玻璃光纤不能透过的2 μm以上波长红外传输用光纤的要求不断高涨。古河电工应用多年来在研究开发石英玻璃光纤中积累的各种技术和经验，研制出复盖从可见到20 μm宽波长范围具有优良透过性能的三种红外传输用光纤(氧化锗玻璃光纤、氟化物玻璃光纤、KRS-5多晶光纤)，成为世界上唯一的制造商。     

传输高功率CO2激光辐射的卤化银多晶光纤

传输高功率ＣＯ_２激光辐射的卤化银多晶光纤最近１０～１５年来传输ＣＯ。激光辐射的光纤研究引起人们的极大关注。这主要是由于这类光纤在医学和工艺学方面有广泛的应用前途。红外光纤的研究途径有空心光纤［１］、氟化物光纤、硫族化合物玻璃［２，３］和晶体材料光纤?..     

CO_2激光器用10μm波段的红外光纤

CO_2激光器用透过红外波长3—12μm,灵活的卤化银多晶光纤,可进行～30W能量的传输。这种光纤可用于红外探测的光谱分析、温度测量以及图像处理等方面。 性能指标: 1.材料:AgCl:AgBr混晶; 2.透过范围:3～7/μm; 3.传输损耗:0.5～0.7dB/m     

氟化物玻璃红外光纤

报道氟化物玻璃红外光纤的研制结果,介绍氟化物玻璃红外光纤在光纤通信、纤维激光器和光放大器以及红外传感传能等领域的应用前景。     

全光纤红外多光谱辐射计

据《Applied Optics》杂志报道,以色列研究人员与美国研究人员最近通过合作,研制出了一种全光纤红外多光谱辐射计。这种全光纤红外多光谱辐射计中的不同光谱区是通过用空心玻璃波导作为滤光片而获     

光纤在激光医学治疗上的应用

激光医学治疗用激光器包括紫外、红外、可见光激光器,激光用光纤输出端形式包括点状、柱状、球状等;光纤在医学器械的应用包括光纤照明和激光传输,现今石英光纤、多组份玻璃光纤、聚合物光纤以及红外晶体光纤、氟化物玻璃光纤、红外空芯波导等在医学治疗有许多应用,其中石英光纤已在医学美容、手术治疗和光动力疗法等方面获得广泛应用,多组份玻璃光纤可应用于光炙仪、光热治疗仪、牙科光固化机、牙齿美白仪、光纤内窥镜等医疗仪器中,聚合物光纤POF可应用于光纤黄疸治疗仪、激光血管内外照射治疗中,光纤在今后的激光医学治疗中发挥更加重要的作用.     

红外光纤材料及特性

光纤与金属电缆相比,其优点是:损耗低、色散低、重量轻、抗电磁干扰、无寄生感应、化学稳定性好,可望在国民经济和军事领域获得广泛应用。光纤最主要的特性是传输损耗,而红外光纤传输损耗的理论值仅为10~(-2)～10~(-3)dB/km,为红外功率传输、红外成象和传感、提供了无中继器的、横跨海洋或贯穿大陆的光缆及波导。所以,红外光纤与其它光纤相比,经济效益更高、应用潜力更大。目前已经发现了许多合适的红外光纤材料,世界各地的许多实验室和研究所正在积极地进行研制和验证。日本的NTT和KDD研究所、美国海军研究实验室、英国和法国的通     

日本红外光纤的进展

红外光纤由于其广泛的应用领域而具有很大的吸引力，现今无论在制备技术还是在光学损耗及结构特征等物理化学性能分析上都取得引人注目的进展。红外光纤可能发展为在中红外区域工作的超低损耗通讯用光纤，这就引起了研究者的兴趣。尽管为此目的还发展了如卤化物晶体和硫系玻璃等许多材料，但人们仍倾向于根据其应用范围来选择红外光纤材料。     

红外空芯光纤

本文论述了红外空芯光纤的研究现状和进展，包括电介质包层金属波导材料的选择、波导制造技术和性质等。     

中红外光纤激光器的研究进展

中红外光纤激光器因其特殊的输出波长和良好的光束质量,在军事、大气通信、生物医疗等领域有着广泛的应用前景。从不同掺杂稀土离子的角度介绍了氟化物玻璃和硫化物玻璃中红外光纤激光器的工作原理和结构,并阐述了国内外最新的研究进展。同时,介绍了本研究小组在中红外光纤激光器方面的研究工作及取得的最新成果。最后,对中红外光纤激光器的发展前景进行了展望。     

红外区域传输的多晶纤维光波导

已经制出了采用溴化铊和碘溴化铊的新型纤维光波导;它的红外领域的透光性扩展到超过已知玻璃材料传光的波长。用挤出工艺已经制造出了用多晶溴化铊和碘溴化铊芯线的新的纤维光波导。为完成这个波导,把多晶芯线插在松紧适当的聚合物包层中(图1),包层既作为导模的光限制,又作为晶状芯线的机械保护.     

非石英玻璃光纤中产生中红外超连续谱研究进展

随着红外光纤和红外微结构光纤制作技术的成熟,中红外超连续谱成为近年来研究的热点。虽然采用的光纤玻璃材料和泵浦方案呈多样性,但迄今输出波长扩展到3 μm以上的超连续谱实验所选用的光纤玻璃材料为ZBLAN或碲化物玻璃。本文首先简介了ZBLAN玻璃和碲化物玻璃,然后介绍并总结了ZBLAN光纤和碲化物微结构光纤用于产生中红外超连续谱的研究进展和工作机理,最后对光纤中中红外超连续谱产生的发展前景作了展望。     

上海硅酸盐所研制成功多晶卤化银红外光纤手术刀

由中国科学院上海硅酸盐研究所承担的国家“８６３”高技术项目──“卤化银ＣＯ２激光传能光纤及医用手术刀研究”，经过科研人员近１０年的艰苦努力，终于获得突破，他们成功研制的多晶卤化银光纤和卤化银光纤式ＣＯ２激光手术刀样机，在全面通过国家８６３专家组的复测和临床试用后，今天在沪通过了技术鉴定。专家们认为，该项研究成果填补了国内空白，光纤手术刀的主要性能达到了国际先进水平。据课题组负责人高建平介绍，１０．６μｍ激光辐射能被生物细胞强烈吸收，这一现象已被广泛应用于外科手术中，由于缺少柔性的光传输介质，在外…     

基于特种玻璃光纤的中红外拉曼激光器研究进展

高功率中红外光纤激光器在基础科学研究、大气通信、环境监测和国防安全等领域有着重要应用。拉曼光纤激光技术是实现中红外激光的一种重要手段,通过级联拉曼运转可在光纤透过窗口内输出任意波长激光。目前,以碲酸盐、氟化物或硫系玻璃光纤作为拉曼增益介质,研究者分别研制出工作波长为3.77μm的二级级联拉曼激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的中红外拉曼孤子光纤激光光源。最近,本研究组制备出一种具有高稳定性、高抗激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤,并以其作为拉曼增益介质,先后实现了波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的中红外拉曼孤子激光以及～3μm处的"拉曼孤子雨",初步验证了该氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光器方面的应用潜力。主要对国内外中红外拉曼光纤激光光源的研究进展进行了总结,介绍了碲酸盐、氟化物、硫系以及氟碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼光纤激光器,并对发展趋势进行了展望。     

中红外氟铟基玻璃及光纤激光器最新研究进展(特邀)

3～5μm波段包含了大气的传输窗口和许多气体分子的吸收带，因而3～5μm中红外光纤激光器在大气遥感、生物医学、材料加工等领域具有广阔的应用前景。近年来，中红外光纤激光器的输出波长不断向长波长扩展，而实现中红外光纤激光输出的关键在于增益光纤材料的选择。氟铟基玻璃具有较宽的中红外透过窗口和较低的声子能量，因而氟铟基玻璃可以作为增益光纤材料应用于中红外光纤激光器领域。文中综述了从20世纪80年代至今，稀土离子掺杂氟铟基玻璃及氟铟基光纤激光器的代表性研究成果，回顾了氟铟基玻璃组分和玻璃结构的研究历程，介绍了氟铟基光纤的制备工艺，简述了稀土离子掺杂氟铟基玻璃和稀土离子掺杂氟铟基光纤激光器的最新研究进展。2018年，加拿大拉瓦尔大学的Maes等人利用Ho³⁺掺杂氟铟基光纤作为增益介质，在中红外光纤激光器研究领域取得突破性进展，在室温下获得了输出功率接近200 mW的3.92μm光纤激光输出。最近，利用1 150 nm激光作为泵浦源以及自研的Ho³⁺/Pr³⁺共掺杂氟铟基光纤作为增益介质，实现了～2.9μm波段中红外光纤激光输出，其最...     

光纤抽运2.0～5.5μm光谱平坦型中红外超连续谱光源

正中红外超连续谱光源在生物医学、光谱学、光电对抗和环境科学等领域具有广阔的应用前景。目前,利用声子能量比石英低的氟化物光纤可以将超连续谱光源的光谱拓展至4.2μm,利用声子能量更低的硫系玻璃光纤或波导可获得波长更长的超连续谱光源。但是,利用硫系玻璃光纤产生超连续谱光源时,通常将高峰值功率的光参量放大器作为抽运源,使得超连续谱光源存在体积大、价格昂贵、稳定性差、不易维护等缺点,     

中红外玻璃光纤材料及拉曼激光光源研究进展(特邀)

高功率中红外光纤激光光源在前沿科学研究、空间光通信、医学诊断与治疗、环境污染监测和光电对抗等领域有着重要应用。拉曼光纤激光光源输出波长灵活，原则上可以在光纤材料透过窗口范围内获得任意波长激光，是实现中红外激光输出的一种重要手段。目前，基于硫系玻璃光纤、氟化物玻璃光纤、碲酸盐玻璃光纤等中红外玻璃光纤材料，已实现工作波长位于3.77μm的拉曼光纤激光器、平均输出功率为3.7 W的2 231 nm拉曼光纤激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的拉曼孤子激光光源。近期，笔者研究组制备出一种具有高热学和化学稳定性、高激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤，并利用其作为非线性介质，先后实现了级联拉曼散射、级联拉曼光纤放大器、波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的拉曼孤子激光以及波长为～4μm的红移色散波，验证了氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光光源研制方面的应用潜力。主要介绍了氟化物、硫化物及碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼激光光源的相关研究进展，并对其未来发展趋势进行了展望。     

13W全光纤中红外超连续谱光源

<正>和传统的石英光纤相比,硫系元素光纤、亚碲酸盐光纤、氟化物光纤等软玻璃光纤在中红外波段具有较低的传输损耗,以这些软玻璃光纤为非线性介质产生中红外超连续谱的研究均有报道。然而,在高功率中红外超连续谱的实验研究中,ZBLAN(组分为ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)氟化物光纤表现出了更为优越的性能。2009年,美国密西根大学以