本室王弦歌、肖峰、王训四研究员（通讯作者）联合浙江万里学院、中国人民大学、英国南安普顿大学及澳大利亚国立大学，在光学领域权威期刊 Light: Science & Applications (IF 23.4) 上在线发表了题为“Breaking the mid-infrared interconnection barrier: a robust bonding for high-power optics based on liquid-like chalcogenide glass”的研究论文。

       文章链接：https://doi.org/10.1038/s41377-025-02098-0

       中红外波段（2–20 μm）作为分子指纹区，在光谱探测、生物医学诊断及红外通信等领域具有关键应用价值。随着高功率中红外激光器与集成光子芯片的迅速发展，光学系统对高效率、低损耗器件互连技术提出了更高要求。然而，现有中红外光学材料（如Ge、ZnSe及硫系玻璃等）普遍具有高折射率（n> 2），导致界面反射损耗高达20%–40%，严重制约系统性能。传统增透膜与仿生微结构在高功率辐照下易发生烧蚀或机械损伤，而常规聚合物光学胶则因强红外吸收与热稳定性不足难以胜任高功率场景。因此，发展兼具中红外宽谱透射、高折射率匹配与优异热稳定性的新型粘接材料，已成为推动中红外光学系统性能突破的迫切需求。

图1 液态硫系玻璃的特性

       本研究基于As-S(Se)-I体系设计并制备出具有独特“液态—固态”双态特性的液态硫系玻璃。该材料在宽谱范围内（0.7–10 μm）表现出高透过率与折射率匹配性（n≈2.1），其玻璃化转变温度仅为约8.85°C，可在低温加热条件下实现良好流动与界面浸润，冷却后迅速转化为稳定的无机玻璃态，形成致密、牢固的光学连接层。研究系统揭示了该材料在高功率中红外激光传输中的低损耗特性与优异热稳定性，验证了其在高折射率异质光学元件低温键合方面的可行性与可靠性。该材料不仅融合了液体的加工柔性与固体的结构稳定，也为中红外光学系统的高效率互连与高性能集成提供了全新的材料平台与技术路径。

       在高功率中红外激光传输应用中，该液态硫系玻璃粘接方案展现出优异的光学性能与热稳定性。研究团队在粘接结构的光纤端帽系统中进行了系统性验证，成功实现了4.7 μm激光下11.7 W的稳定输出，传输效率达到80.1%，其承载功率能力显著超越传统镀膜光纤的已有报道水平。经多次热循环测试后，粘接界面仍保持完整，光学性能未发生显著衰减，展现出卓越的工程可靠性及长期运行潜力，为高功率中红外激光系统的稳定互连提供了关键材料支撑。。

图2 中红外光纤粘合的高功率激光传输性能