引用本文:

庞璐,张慧嘉,宁鼎:紫外纯石英空芯微结构光纤的研究进展[J]. 光通信技术,2018,42(3):29-32.

紫外纯石英空芯微结构光纤的研究进展

庞 璐,张慧嘉,宁 鼎

(中国电子科技集团公司 第四十六研究所,天津 300220)

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摘要:介绍了国际上先进的研究机构在紫外石英空芯微结构光纤方面的研究进展,其中包括用空芯Kagome格子微结构光纤和包层只有一层空气孔的反谐振空芯微结构光纤实现紫外光的低损耗传输。迄今为止,国际上报道的最佳结果是输出光纤为单模时,从近红外到深紫外270nm波长范围内,损耗都在3dB/m左右。

关键词:紫外波段;Kagome空芯微结构光纤;反谐振空芯微结构光纤

中图分类号:TN913.7 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)03-0029-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.03.008

0 引言
    紫外激光在机械微加工和制造、医学治疗、紫外通信、军事制导探测等领域有广泛应用[1~4],所以研制在紫外波段能实现低损耗传输及低色散的光纤有重要的意义。
    传统的紫外传输光纤为纤芯含有羟基(OH)的石英纤芯实心光纤,这种实心紫外光纤在传输紫外高能脉冲激光时,实心紫外光纤会产生非线性效应,带来损耗、噪声和脉冲展宽等不利影响。针对实心紫外传输光纤非线性阈值相对较低的缺点,科研人员提出了用空芯光纤传输高能紫外激光的思路[5]。最初提出的空芯紫外光纤为在空芯中镀铝膜等在紫外波段反射率高的介质,对紫外光起到反射导引的作用。但是,镀铝等介质膜需要进行复杂的化学气相沉积工艺,而且这种镀铝的空芯紫外光纤弯曲损耗比较大。
    在石英空芯微结构光纤中,因为被传输的光的能量主要集中在空芯微结构光纤的空气芯里,只有很少一部分光在石英材料中传输(经过合理的设计后,在石英材料中传输的能量可以占到整个传输的光能量的1%以下),所以相对于常规光纤来说,石英材料的空芯微结构光纤的吸收损耗也大为减少。本文介绍用空芯Kagome格子微结构光纤和包层只有一层空气孔的反谐振空芯微结构光纤实现紫外光的低损耗传输。

3 结束语
    传输和弯曲损耗低的紫外光纤是目前紫外激光传输、医学治疗和紫外通信急需的光纤。由于在石英中载入羟基(OH)能减轻紫外光辐照产生色心的影响,所以以前人们通常采用含有羟基(OH)的石英光纤作为紫外传输光纤。但是,这种实心紫外光纤在传输紫外高能脉冲激光时,当脉冲功率比较高时,实心紫外光纤会产生非线性效应,带来损耗、噪声和脉冲展宽等不利影响。随着光纤技术的发展,空芯微结构光纤成为了一条有希望实现在紫外波段低损耗、低非线性和低色散传输的技术途径。随着空芯微结构光纤技术的进步,相信空芯微结构光纤在紫外波段的传输带宽、传输损耗和色散将向更高的水平发展,最终会在实际应用中解决紫外波段低损耗、低色散传输的问题。