近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室，在基於(yu) 微結構空芯光纖的高功率激光傳(chuan) 能研究中取得新進展。研究團隊利用自研低損反諧振空芯光纖，成功實現了3米長度以上1微米波長300W連續光激光的單模柔性傳(chuan) 輸，相關(guan) 研究成果發表於(yu) 近期《光學快訊》（Optics Express）。

傳(chuan) 統光纖由石英材料製成，在長距離大功率激光傳(chuan) 能應用中，其較強的光學非線性效應引發的波長轉換與(yu) 激光損傷(shang) ，從(cong) 根本上限製了石英光纖的激光傳(chuan) 輸能力。近些年發展的大芯徑空芯光纖將能量束縛於(yu) 中空的纖芯中，為(wei) 激光能量提供了一個(ge) 類似自由空間傳(chuan) 輸的環境，使空芯光纖在激光傳(chuan) 輸過程中具有極高的損傷(shang) 閾值，極低的非線性和較低的色散，在大功率和超快激光傳(chuan) 輸應用中具有巨大的潛力。

在本工作中，研究人員采用4－f透鏡係統，將1080 nm連續光工業(ye) 光纖激光器輸出光束經縮放後耦合入低損空芯反諧振光纖，從(cong) 實驗和理論兩(liang) 方麵係統探索和討論了低損空芯反諧振光纖近紅外大功率激光傳(chuan) 能中的表現。上海光機所自製的反諧振空芯光纖在1080 nm波長具有單模傳(chuan) 輸特性，傳(chuan) 輸損耗約0.05dB／m。在375 W入射功率條件下，反諧振空芯光纖耦合效率可達80％以上，實驗中完成了1小時無損、穩定的單模柔性傳(chuan) 輸；在300W以下入射功率條件下，反諧振空芯光纖可實現10小時以上激光功率穩定傳(chuan) 輸，無任何激光損傷(shang) 。實驗證明，反諧振空芯光纖輸出的激光光束質量一般優(you) 於(yu) 激光光源光束質量。本研究為(wei) 進一步發展基於(yu) 空芯光纖的千瓦級高功率激光傳(chuan) 能打下了紮實的研究基礎。

本研究得到了國家自然科學基金、中國科學院前沿科學重點研究項目、上海大學光纖與(yu) 先進通信國際合作聯合實驗室的支持。

圖1 反諧振空芯光纖傳(chuan) 輸損耗測量圖（插圖為(wei) 反諧振空芯光纖電鏡圖）

圖2 基於(yu) 空芯光纖的高功率能量傳(chuan) 輸實驗裝置圖

圖3 基於(yu) 空芯光纖的高功率能量傳(chuan) 輸的輸出功率與(yu) 耦合效率隨輸入功率變化圖