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記者從中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所了解到，該所郭海濤研究員團(tuán)隊(duì)近日成功研制出國(guó)際同類型最低損耗的碲酸鹽和硫系紅外反諧振空芯光纖，并完成高功率中紅外飛秒激光傳輸與生物醫(yī)療應(yīng)用驗(yàn)證，為激光傳能、精準(zhǔn)醫(yī)療等戰(zhàn)略領(lǐng)域提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

中長(zhǎng)波紅外波段（3—15微米）被稱為“分子指紋區(qū)”，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)療等領(lǐng)域價(jià)值顯著。然而，該波段激光的高效傳輸長(zhǎng)期面臨全球性難題：傳統(tǒng)石英光纖在2微米以上損耗急劇上升，實(shí)心紅外玻璃光纖則存在非線性效應(yīng)強(qiáng)、損傷閾值低等缺陷。紅外反諧振空芯光纖以空氣為主要導(dǎo)光介質(zhì)，被視作理想方案，但因材料、結(jié)構(gòu)、工藝等多重壁壘，此前損耗長(zhǎng)期居高不下。

郭海濤研究員團(tuán)隊(duì)歷時(shí)五年實(shí)現(xiàn)全鏈條自主創(chuàng)新，自主研制新型碲酸鹽和硫系玻璃材料，提出六管/七管單環(huán)無(wú)節(jié)點(diǎn)、五管嵌套無(wú)節(jié)點(diǎn)等創(chuàng)新光纖結(jié)構(gòu)，并建立多物理場(chǎng)耦合拉絲動(dòng)力學(xué)模型。最終，碲酸鹽光纖在4微米波段損耗低至0.15分貝/米、硫系光纖低至0.3分貝/米，損耗較國(guó)際同類水平降低10倍以上。

“0.15分貝/米的損耗意味著光每傳輸1米，功率僅下降約3.4%?！惫榻B，這一突破徹底打破了國(guó)際紅外反諧振空芯光纖的損耗壁壘。

在應(yīng)用驗(yàn)證中，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了5—11微米可調(diào)諧中紅外飛秒激光的低損耗、高保真?zhèn)鬏?，光纖可耐受16兆瓦以上峰值功率，光束質(zhì)量接近理論最優(yōu)。在生物醫(yī)療領(lǐng)域，該光纖傳輸?shù)娘w秒激光完成了脂肪組織、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊及小鼠角膜的精準(zhǔn)微創(chuàng)消融，激光功率閾值較傳統(tǒng)方式降低40%—50%，熱損傷極小，為血管介入治療、精細(xì)眼科手術(shù)等臨床場(chǎng)景提供了新型柔性傳輸方案。