鹵化物光纖是一種以鹵化物玻璃(如氟化物、氯化物等)為基質(zhì)材料制成的特種光學(xué)纖維,具有超低損耗、寬透光窗口和優(yōu)異的紅外傳輸性能,廣泛應(yīng)用于中遠(yuǎn)紅外通信、激光傳輸、傳感及醫(yī)療等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的石英光纖相比,鹵化物光纖在2~10微米波段具有更低的吸收損耗,尤其氟化物光纖(如ZBLAN,成分為ZrF?-BaF?-LaF?-AlF?-NaF)理論損耗可低至0.01 dB/km,遠(yuǎn)優(yōu)于石英光纖在近紅外波段的性能。
一、紅外技術(shù)領(lǐng)域
紅外光譜信號(hào)傳輸:具有寬的紅外透過范圍(如2-20μm,最佳4-16μm),可高效傳輸中紅外光譜信號(hào),適用于紅外光譜分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景。
紅外傳像與測(cè)溫:其低損耗特性使其成為紅外傳像系統(tǒng)的理想選擇,可實(shí)現(xiàn)高清晰度紅外圖像傳輸;同時(shí),可用于紅外輻射測(cè)溫,通過測(cè)量物體發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度來推算溫度,適用于高溫工業(yè)環(huán)境或難以接觸的物體測(cè)溫。
二、激光傳輸領(lǐng)域
高能激光傳輸:對(duì)特定波長(zhǎng)激光(如5.3μm CO激光、10.6μm CO?激光)具有高透過率,且損傷閾值高,可安全傳輸高功率激光能量,適用于激光加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域。
激光器與放大器:可作為激光器的增益介質(zhì)或傳輸介質(zhì),支持激光的產(chǎn)生與放大;同時(shí),其寬光譜特性使其適用于波分復(fù)用技術(shù),提高激光傳輸容量。
三、醫(yī)療領(lǐng)域
激光手術(shù):鹵化物光纖的耐高溫、高透明度特性使其成為激光手術(shù)的理想傳輸工具,可確保激光準(zhǔn)確、高效地作用于目標(biāo)組織,減少手術(shù)創(chuàng)傷。
內(nèi)窺鏡檢查:可傳輸高清晰度圖像信號(hào),改善內(nèi)窺鏡檢查效果,提高診斷精度;同時(shí),其柔軟性好、彎曲半徑小,便于在復(fù)雜人體腔道內(nèi)操作。
四、工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域
工業(yè)內(nèi)窺鏡:鹵化物光纖的柔軟性和耐高溫性使其適用于工業(yè)內(nèi)窺鏡,可深入設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行無損檢測(cè),提高檢測(cè)效率與安全性。
氣體分析:可傳輸特定波長(zhǎng)的光,用于氣體分析系統(tǒng),通過測(cè)量氣體對(duì)光的吸收或散射特性來分析氣體成分與濃度。
五、科研與新興領(lǐng)域
科研實(shí)驗(yàn):鹵化物光纖的寬光譜特性使其成為科研實(shí)驗(yàn)中的重要工具,可用于光譜分析、光子學(xué)研究等領(lǐng)域。
X射線成像:近期研究將鹵化物納米晶復(fù)合進(jìn)玻璃光纖中,制備出低損耗光纖陣列,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程高分辨率X射線成像及圖像信息傳輸。這一創(chuàng)新有望拓展閃爍光纖陣列在醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)檢測(cè)和安全檢查等領(lǐng)域的應(yīng)用。
