碲酸鹽玻璃光纖具有物理化學穩定性優異、紅外透射范圍較寬(0.4~5.0μm)、聲子能量低、熔化溫度較低、稀土溶解度高、折射率高、拉曼頻移較大、拉曼增益系數大等優點,是良好的拉曼光纖激光器增益材料。而拉曼光纖激光器具有輸出波長靈活、光束質量好、轉換效率高、結構緊湊等優勢,可廣泛應用于光通信、環境監測、醫療健康以及國防等領域。
根據新思界產業研究中心發布的
《2024-2028年中國碲酸鹽玻璃光纖市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,碲酸鹽玻璃由摩爾分數為60%~90% 的 TeO2和多種第2組分(如 Na2O、ZnO、Bi2O3 等堿金屬氧化物)組成,具有較寬的傳輸區域、熱穩定性好、耐腐蝕、折射率和非線性折射率高等優點,相較于其他玻璃材料優勢較為明顯。在碲酸鹽玻璃基礎的上,通過碲酸鹽光纖預制棒研制、光纖拉制即可形成碲酸鹽玻璃光纖。
在我國,上海光學精密器械研究所于2010年制備出Tm3+離子摻雜的碲酸鹽玻璃光纖,并在800nm激光泵浦下獲得輸出功率為0.5W的1.9μm激光輸出。2011年,上海光學精密器械研究所成功研制出2μm激光輸出銩(Tm)單摻及銩鈥(Tm-Ho)共摻碲酸鹽玻璃單模光纖。之后,上海工程大學、吉林大學等也對碲酸鹽玻璃光纖的制備進行了研究。目前,國內已在低損耗多組分碲酸鹽玻璃光纖制備及性能研究、摻稀土碲酸鹽激光玻璃等方面已取得明顯進展。
然而,受原材料純度不足、制備工藝存在缺陷等因素限制,碲酸鹽玻璃中的羥基、微氣泡、金屬顆粒、析晶等雜質很難徹底消除,因此碲酸鹽玻璃光纖的性能提升也受到局限。除此之外,碲酸鹽玻璃光纖預制棒冷加工成型、特定組分的預制棒光纖拉制工藝等也會限制碲酸鹽玻璃光纖損耗的降低,使其實際損耗與理論損耗存在較大差距。因此,國內研究者需繼續針對碲酸鹽玻璃光纖的制備及性能提升進行深入研究。
新思界
產業分析人士表示,碲酸鹽玻璃光纖作為拉曼綜合特性較為優異的光纖增益介質,其在中紅外波段光纖激光器領域有良好的應用前景。且我國作為全球最大的單一激光市場,對光纖激光器需求量大,與此同時,中國也是全球重要的光纖激光器生產國家,這為碲酸鹽玻璃光纖行業發展創造了良好的市場條件。未來在光通信、環境監測、國防、醫療健康等終端行業帶動下,國內碲酸鹽玻璃光纖將實現進一步發展。
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