近日，我室研究生仇召祥（第一作者），戴世勋研究员（通讯作者）在Ceramics International期刊发表了题为“Novel Ge-As-Se chalcogenide glass for potential high Brillouin gain coefficient of fiber”的论文(2023, 49:16433–16439. IF=5.532.)。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.02.004

       基于SBS效应的布里渊激光器由于其线宽窄、相干性好、在多个波长下输出稳定等优点被广泛应用于光纤传感、光纤陀螺和相干光通信系统。目前，各种光纤的SBS效应正被用来制作具有高布里渊增益的新型布里渊光纤激光器当中。光纤的布里渊参数取决于基底材料和光纤结构。不同材料基质光纤的布里渊频移（v_B）、线宽（∆v_B）和增益系数（g_B）具有有很大差异。CHG玻璃因具有高折射率、较宽的透明范围范围、较高的三阶非线性系数和较好的抗电磁干扰能力等优点，被广泛应用于布里渊激光器的增益介质。然而，基于SBS效应的ChG玻璃光纤的组成大多局限于As₂Se₃和As₂S₃.这两种基质玻璃的软化温度很低，使其难以承受高功率激光泵浦。因此，亟需研发具有高软化温度和高布里渊增益系数的新型光纤CHG基质玻璃材料。

       本研究工作选取了两个系列玻璃：xGeSe₂-(100-x)As₂Se₃和Ge₃₀As_ySe_70-y，通过相关性能测试分析，从声光参数和玻璃的抗析晶稳定性两个方面证明Ge-As-Se CHG玻璃是一种很有前途的高布里渊增益光纤的基质材料。表1根据已知材料声光参数与布里渊增益系数之间的密切关系，对布里渊增益系数（g_B）进行了估算。Ge₃₀As₂₀Se₅₀的g_B =33.77×10^-11m/W，高于传统的As₂Se₃(g_B =20.89×10^-11m/W)和As₂S₃(g_B =14.43×10^-11m/W)。在100MHz超声波频率下，研究的两个系列大部分玻璃的声衰减低于As₂S₃(401.6 dB/cm/Ghz²)和As₂Se₃(692.3 dB/cm/Ghz²)（如图1所示）。所有玻璃的ΔT均大于100℃，并具有良好的抗结晶稳定性，为下一步拉制光纤提供了工作基础。在Ge₃₀As₂₀Se₅₀玻璃的基础上，制作了高纯硫系单折射率光纤，在6.5μm处的光学损耗最小为0.7dB/m（如图2所示），为下一步开发高g_B的新型CHG玻璃光纤提供了重要的参考。

表1. 关于g_B计算的相关参数*

                                  *在1.55μm波长下测得相关参数

图1 .(a)xGeSe₂-(100-x)As₂Se₃玻璃；(b)Ge₃₀As_ySe_70-y玻璃中声衰减(α)和声速(V_L)随组分的变化

图2. Ge₃₀As₂₀Se₅₀玻璃光纤的光损耗光谱（插图是光纤的横截面）