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中新网西安5月20日电 (记者 阿琳娜)记者20日从西安光机所得悉，该所郭海涛研究员团队成功研制出世界同类型最低损耗的碲酸盐和硫系红外反谐振空芯光纤，并于近期完结高功率中红外飞秒激光传输与生物医疗使用验证。这一效果破解了传统光纤在中长波红外激光传输范畴的难题，为我国激光传能、精准医疗等范畴供给了要害技能支撑。
据了解，中长波红外波段被科学界称为“分子指纹区”，简直一切的有机分子和无机化合物在此波段都有共同的吸收光谱，在环境监督测定、生物医疗等范畴具有无法代替的使用价值。但长时间以来，中长波红外激光的高效传输是全球性技能难题——传统石英光纤在2微米以上波段损耗急剧上升；传统实芯红外玻璃光纤则存在非线性效应强、激光损害阈值低一级缺点。
红外反谐振空芯光纤以空气为首要导光介质，天然具有传输损耗低、非线性效应弱、激光损害阈值高级优势，被认为是处理中长波红外激光高效传输的抱负计划。但受限于资料、结构与工艺等多重技能壁垒，该范畴开展一向处在缓慢状况，光纤损耗长时间维持在数个乃至10dB/m的较高水平，严峻限制了其使用。
西安光机所团队历时五年，从资料、结构、工艺全链条自主立异，霸占了一系列要害中心技能。团队自主研制新式碲酸盐和硫系玻璃资料系统，提出六管/七管单环无节点、五管嵌套无节点等立异光纤结构，树立多物理场耦合拉丝动力学模型，经过差异化制备工艺精准操控光纤制备全过程。终究研制出的碲酸盐光纤在4微米波段损耗低至0.15dB/m，硫系光纤在4微米波段损耗低至0.3dB/m，将损耗下降10倍以上。
“0.15dB/m的损耗意味着光在光纤中每传输1米，光功率仅下降约3.4%，这一目标大幅度的提高了中长波红外激光的传输功率和传输间隔。”郭海涛介绍道，这一打破完全打破了世界上红外反谐振空芯光纤的损耗壁垒，为其后续使用奠定了中心根底。
团队近期完结的多项实验验证，充沛证明了该光纤的实用性与可靠性。在高功率激光传输实验中，团队成功完结5微米至11微米可调谐中红外飞秒脉冲的低损耗、高保线兆瓦以上峰值功率，传输后激光脉冲简直无展宽，输出的激光光斑规整、能量会集，光束质量挨近理论最优状况。
在生物医疗使用验证中，选用该光纤传输的飞秒激光成功完结脂肪组织、动脉粥样硬化斑块及小鼠角膜的精准微创融化，融化所需激光功率阈值较传统方法下降40%至50%，切断规整、热损害极小，有用处理了传统激光传输过程中热损害过大、精度缺乏的痛点，为血管介入医治、精密眼科手术等临床场景供给了新式柔性传输计划。
此次效果完结了新式红外光纤的技能领跑，为我国中红外光子学技能开展奠定了坚实的资料根底。团队后续将继续推动技能工程化落地，拓宽其在光谱测量、环境监督测定、生物医疗等范畴的使用，助力我国在中红外范畴抢占技能制高点，为国家战略需求供给更强有力的技能支撑。(完)
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