红外反谐振空芯光纤以空气为核心导光介质，天然具有传输损耗低、非线性效应弱、激光损伤阈值高等优势，被看来是解决中长波红外激光高效传输的理想方案。该领域、这一探讨壁垒，该领域发展长期处于缓慢状态，光纤损耗长期维持在数个甚至10dB/m的较高水平，严重制约了其应用。此次成就实现该行业领跑，为这一研究发展奠定了坚实的材料基础。在高功率激光传输试验中，团队成功实现5微米至11微米可调谐中红外飞秒脉冲的低损耗、高保真传输，光纤可耐受16兆瓦以上峰值功率，传输后激光脉冲几乎无展宽，输出的激光光斑规整、能量集中，光束质量接近理论最优状态。最终研制出的碲酸盐光纤在4微米波段损耗低至0.15dB/m，硫系光纤在4微米波段损耗低至0.3dB/m，将损耗降低10倍以上。在生物医疗应用验证中，采用该光纤传输的飞秒激光成功结束脂肪组织、动脉粥样硬化斑块及小鼠角膜的精准微创消融，消融所需激光功率阈值较传统方法降低40%至50%，切口规整、热损伤极小，有效解决了传统激光传输过程中热损伤过大、精度不足的痛点，为血管介入治疗、精细眼科手术等临床场景提供了新型柔性传输办法。”郭海涛介绍道，这一突破彻底打破了国际上红外反谐振空芯光纤的损耗壁垒，为其后续应用奠定了核心基础。西安光机所团队历时五年，从材料、结构、工艺全链条自主创新，攻克该领域。“0.15dB/m的损耗意味着光在光纤中每传输1米，光功率仅下降约3.4%，这一指标大幅度增强了中长波红外激光的传输效率和传输距离。团队自主研发新型该领域体系，提出六管/七管单环无节点、五管嵌套无节点等创新光纤结构，建立多物理场耦合拉丝动力学模型，借助差异化制备工艺精准控制光纤制备全过程。团队近期结束的多项试验验证，充分证明了该光纤的实用性与可靠性。团该领域工程化落地，拓展其在光谱测量、环境监测、生物医疗等领域的应用，助力中国这一研究制高点，为国家战略需求提供更提升有力的技术支撑。
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