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(yu) 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）研究方麵取得重要進展。科研團隊基於(yu) 自研的硫係玻璃材料研製出一款有效模場麵積超7000 μm²的“七孔接觸式”HC-ARF，理論成功預測並通過實驗驗證光纖在中紅外波段存在多個(ge) 低損耗傳(chuan) 輸通帶，兼具優(you) 異的高階模抑製特性，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係光纖損耗低1個(ge) 數量級以上）。相關(guan) 研究成果發表在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、光致損傷(shang) 、材料吸收損耗等，在傳(chuan) 統實芯光纖中較難獲得實質性突破，這成為(wei) 製約中紅外光纖技術發展的瓶頸。近年來，基於(yu) 反諧振效應的HC-ARF因傳(chuan) 輸帶寬、激光損傷(shang) 閾值高、傳(chuan) 輸損耗低和模式純度高等優(you) 異特性而獲得關(guan) 注。雖然HC-ARF應用領域在不斷發展，但光纖拉製難度成為(wei) 難點，實際光纖損耗徘徊在幾個(ge) dB/m水平。 

　　該成果團隊懷揣“解放光纖技術應用中的材料限製”的想法，開始了對中紅外空芯反諧振光纖的探索。科研人員從(cong) 實際製備和應用角度出發，基於(yu) 紅外玻璃材料特點，創新性地提出“七孔接觸式”結構，利用有限元法對光纖的限製損耗、彎曲損耗、材料損耗和高階模抑製等光纖性能進行理論仿真，基於(yu) As₄₀S₆₀硫係玻璃結合堆積拉製法和雙路氣壓控製技術，製備出結構複現性良好的HC-ARF。測試數據表明，該光纖具有高階模式抑製特性、大的有效模場麵積（> 7000 μm²）和多個(ge) 低損耗傳(chuan) 輸通帶，在4.79 μm激光波長處損耗僅(jin) 為(wei) 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(guan) 鍵因素，並預測了該結構光纖的理論損耗極限，為(wei) HC-ARF的結構設計和拉製提供了理論支撐。

　　研究工作得到國家自然科學基金、陝西省自然科學基金、廣東(dong) 省光纖傳(chuan) 感與(yu) 通信技術重點實驗室開放基金的資助。 

（a）堆積拉製法和雙路氣壓控製技術（b）光纖預製棒 （c）光纖的理論損耗與(yu) 實測損耗