鹵化物光纖是一種以鹵化物玻璃(如氟化物、氯化物等)為基質材料制成的特種光學纖維,具有超低損耗、寬透光窗口和優異的紅外傳輸性能,廣泛應用于中遠紅外通信、激光傳輸、傳感及醫療等領域。與傳統的石英光纖相比,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,遠優于石英光纖在近紅外波段的性能。
一、紅外技術領域
紅外光譜信號傳輸: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,適用于紅外光譜分析、環境監測等場景。
紅外傳像與測溫:其低損耗特性使其成為紅外傳像系統的理想選擇,可實現高清晰度紅外圖像傳輸;同時,可用于紅外輻射測溫,通過測量物體發射的紅外輻射強度來推算溫度,適用于高溫工業環境或難以接觸的物體測溫。
二、激光傳輸領域
高能激光傳輸:對特定波長激光(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、激光醫療等領域。
激光器與放大器:可作為激光器的增益介質或傳輸介質,支持激光的產生與放大;同時,其寬光譜特性使其適用于波分復用技術,提高激光傳輸容量。
三、醫療領域
激光手術:鹵化物光纖的耐高溫、高透明度特性使其成為激光手術的理想傳輸工具,可確保激光準確、高效地作用于目標組織,減少手術創傷。
內窺鏡檢查:可傳輸高清晰度圖像信號,改善內窺鏡檢查效果,提高診斷精度;同時,其柔軟性好、彎曲半徑小,便于在復雜人體腔道內操作。
四、工業檢測領域
工業內窺鏡:鹵化物光纖的柔軟性和耐高溫性使其適用于工業內窺鏡,可深入設備內部進行無損檢測,提高檢測效率與安全性。
氣體分析:可傳輸特定波長的光,用于氣體分析系統,通過測量氣體對光的吸收或散射特性來分析氣體成分與濃度。
五、科研與新興領域
科研實驗:鹵化物光纖的寬光譜特性使其成為科研實驗中的重要工具,可用于光譜分析、光子學研究等領域。
X射線成像:近期研究將鹵化物納米晶復合進玻璃光纖中,制備出低損耗光纖陣列,實現了遠程高分辨率X射線成像及圖像信息傳輸。這一創新有望拓展閃爍光纖陣列在醫學診斷、工業檢測和安全檢查等領域的應用。
