近日，我室研究生段柯荣（第一作者）和刘自军研究员（通讯作者）等在期刊Optics Letters(IF=3.1) 发表了题为“Reducing Fiber Scattering Loss Through Hot-Diffusion: A Study on Eliminating Core Cladding Interface Defects”的研究论文(Optics Letters, 2025, 50(8): 2582-2585,https://doi.org/10.1364/OL.559151)。

       自硫系光纤进入科研人员的视野，全球科研力量便针对其相关问题展开了持续深 入的探索。多年来，虽在部分方面取得了一定成果，但在有效消除芯包界面的缺陷、 降低损耗这一核心问题上，始终未能彻底解决，使其成为制约硫系光纤进一步发展的 瓶颈。为打破这一僵局，科研人员积极探寻创新解决方案。热扩散技术作为一种极具潜力的新兴手段，逐渐进入研究视野。与传统针对石英光纤的处理技术不同，热扩散技术有望凭借其独特的原子扩散机制，对硫系光纤芯包界面处进行精准优化。通过热扩散处理，能够有效消除芯包界面的缺陷，改善界面状态，从而显著降低信号传输损耗，提升光纤整体性能。

       因此，在本研究中选取Ge-As-S-Se体系玻璃作为研究的基质材料，通过用S代替Se来改变玻璃的光学性能，同时保证基质材料的热学性能相近，使其满足热扩散技术所需的必要条件。与此同时，通过采用挤压法辅以热扩散法来研究硫系玻璃间的热扩散对光纤芯包界面质量的影响。发现热扩散后的预制棒纤芯和包层界面处形成了元素浓度的梯度变化，从而改善了芯包层界面质量。其次，对此也进行了相关的理论模拟，以评估芯包层界面处的缺陷对光纤的传输损耗的影响。此外，在本研究中成功制备了未热处理和经过热处理的硫系光纤，并进行传输性能以及机械强度测试对比，进一步得出通过热扩散技术能改善芯包界面质量，从而达到对光纤性能的优化作用。本研究为提升光纤性能开发出了新的方法。

图1 热处理过程示意图

图2 (a)具有缺陷层的光纤模型 (b)具有扩散层的光纤模型