近日，我室研究生杨铎（第一作者）和刘自军研究员（通讯作者）在期刊Optics Letters上发表了题为“Low-loss tellurite anti-resonant hollow-core fibers for high-power 4.7 μm Mid-infrared laser transmission”的文章，文章链接：https://doi.org/10.1364/OL.598986.

       中红外激光在精密医疗、组织消融、工业加工和传感检测等领域具有重要应用价值。尤其是4.7 μm附近波段与水和蛋白质的强吸收峰相匹配，有望在高精度生物医学治疗中发挥作用。然而，传统实芯红外光纤在高功率传输时容易受到材料吸收和热损伤限制。反谐振空芯光纤通过将大部分光场限制在空气芯中传播，可以显著降低光与玻璃材料的相互作用，是实现高功率中红外激光传输的重要方案。

       本研究采用“堆叠—拉丝”工艺结合气压控制方法，成功制备出由六根非接触毛细管构成包层结构的碲酸盐反谐振空芯光纤。如图1所示，研究团队通过预制棒组装、毛细管压力调控和定制拉丝工艺，实现了稳定的空芯光纤结构制备。所得光纤外径约380 μm，芯径约118 μm，毛细管壁厚约4.6 μm，结构参数满足4.7 μm波段反谐振传输要求。

       在性能测试中，该光纤表现出优异的中红外激光传输能力。如图3所示，在4.7 μm脉冲激光输入功率为10 W时，1 m长光纤输出功率达到5.5 W，且未发生明显损伤；在7.87 W输入功率下连续测试30 min，平均输出功率为4.59 W，RMS波动仅为0.25%，表明该光纤具有良好的输出稳定性。此外，该光纤在2.9 μm波段也实现了4 W平均输出功率和50%的传输效率，显示出较宽的中红外适用潜力。

       研究还表明，该碲酸盐玻璃具有较高的玻璃化转变温度，光纤在10 W输入功率下端面温度仍明显低于材料玻璃化转变温度。根据热稳定性和损伤阈值外推分析，该光纤有望承受更高功率的中红外激光传输。

       该成果证明了碲酸盐反谐振空芯光纤在高功率中红外激光传输中的应用潜力，为医疗激光、工业加工和红外光纤传能系统提供了新的材料与器件方案。