有机材料与玻璃复合光纤技术

有机高分子材料具有优良的透光性、力学性能和易加工特性。为了提高玻璃光纤的力学强度，研究人员通过共拉聚合物和玻璃，制备出有机材料－玻璃复合光纤。

氟化物玻璃具有极低的声子能量、低的非线性和优异的中红外透光性能，是产生和传输中红外激光的重要基质材料，但其力学性能和化学稳定性较差。为了克服上述缺点，Mitachi等以BaF2－GdF3－ZrF4－AlF3作为纤芯，聚四氟乙烯Teflon作为包层，通过管棒法拉制出有机材料－氟化物玻璃复合光纤，在2.55μm的传输损耗为0.37 dB/m，在3.7μm的传输损耗为0.65 dB/m［200］。(www.xing528.com)

硫系玻璃具有光学玻璃中最高三阶非线性折射率和近红外到远红外的透光范围，在中红外非线性光学领域具有广泛的应用，但其力学性能较差［201］。Kanamori等以Teflon FEP（fluorinated ethylene propylene，氟化乙烯丙烯共聚物）为包层，硫系玻璃为纤芯，采用管棒法拉制出有机材料－硫系玻璃复合光纤，极大地增强了硫系玻璃光纤的力学性能［202］。As2S3玻璃和Teflon FEP的软化温度接近，Saito等以As2S3玻璃为纤芯，Teflon FEP为包层，拉制出单根有机材料－硫系玻璃复合光纤，然后将200根复合光纤拉制成红外传像光纤束［203］。2012年，Tao研究组以As2S3为内包层，以As2Se3或As2Se1.5S1.5为纤芯，以有机聚合物聚醚酰亚胺（PEI）和聚醚砜（PES）为外包层，采用挤压法制备复合玻璃光纤预制棒，通过低温拉丝法制备出有机材料－玻璃复合光纤［204］。随后，该研究组以Ge20 As20 Te45 Se15为纤芯，Ge20 As20 Te42 Se18为包层，在玻璃软化温度以上利用挤压法制备预制棒，然后采用薄膜辊压法在预制棒外制备PES聚合物外包层，制备出复合玻璃光纤预制棒，拉制出有机材料－玻璃复合光纤，具有宽的低损耗传输窗口（312μm），在6.1μm和9.4μm的传输损耗分别为6.1 dB/m和4 dB/m［205］。该研究组制备出了多种有机材料－玻璃复合光纤，并探索其在红外光传输和非线性光学等领域的应用［201］。