卤化物光纤是一种以卤化物玻璃(如氟化物、氯化物等)为基质材料制成的特种光学纤维,具有超低损耗、宽透光窗口和优异的红外传输性能,广泛应用于中远红外通信、激光传输、传感及医疗等领域。与传统的石英光纤相比,卤化物光纤在2~10微米波段具有更低的吸收损耗,尤其氟化物光纤(如ZBLAN,成分为ZrF₄-BaF₂-LaF₃-AlF₃-NaF)理论损耗可低至0.01 dB/km,远优于石英光纤在近红外波段的性能。
一、宽透光范围
卤化物玻璃光纤:以氟化物、氯化物等卤化物为主要组分,具有从近紫外到中红外极宽的透光范围。例如,氟化锆玻璃光纤的传输范围可扩展至285nm-4.1μm,氟化物光纤(如ZBLAN)的主要工作波段为2-10μm中红外区域。
卤化物多晶光纤:如卤化银、卤化t和碱金属卤化物光纤,特别在5.3μm和10.6μm高功率CO和CO₂激光波长有高的透过率。
卤化物单晶光纤:同样具有宽透光范围,适用于特定波长的激光传输。
二、低损耗特性
卤化物玻璃光纤:在特定波长下具有极低的损耗。例如,氟化锆玻璃光纤在2.0μm波段处损耗为0.05dB/km,氟化物光纤在2.5μm波长处损耗z低达0.01dB/km。
卤化物多晶光纤:损耗主要来源于原料中的杂质、光纤表面不光滑和晶粒界面间的散射。通过提纯原料、控制拉纤工艺、减小光纤中晶粒尺寸等措施,可以降低光纤的损耗。
三、高非线性效应
硫属化合物光纤:作为卤化物光纤的一种,其非线性效应较为明显,主要应用于光交换和光纤激光器等场合。
四、特殊红外透过性能
卤化物光纤:针对中红外区域光波传输研发出了专l性多晶红外PIR光纤,如采用优质纯AgCl:AgBr固溶晶体通过创新性的真空挤压技术生产出的PIR光纤,可传输4~18μm宽波段的光谱。
特定卤化物光纤:如KRS-5光纤的透光范围可达15μm,适用于传输特定波长的红外激光。
