今天，聚焦

 宁波大学红外材料及器件实验室主任 

 全国先进工作者 

 戴世勋研究员 

领衔的高研院党支部红外材料及器件研究团队

针对高端红外产业发展的国家重大需求

历经10余年科技攻关

所取得的创新成果

“高非线性硫系玻璃光纤制备及超连续谱应用”

该成果实现了自主知识产权技术突破

 荣获浙江省技术发明一等奖 

先进红外光学材料及器件已成为国家信息技术和光电产业的核心之一。解决此领域“卡脖子”技术是国防安全、高端红外产业发展的国家重大需求。

硫系玻璃光纤

硫系玻璃光纤（简称硫系光纤）是一种基于硫系玻璃拉制而成的特种红外玻璃光纤，具有宽红外透过范围和高折射率等特性，在医疗手术、环境监测、红外光电对抗等领域具有独特的应用，尤其是在非线性光学应用方面是目前唯一可产生覆盖中远红外超连续谱（SC谱）的光纤介质。项目启动前，以As₂S₃和As₂Se₃为代表的低损耗硫系光纤制备技术均被国外垄断，价格昂贵（>6000元/米）国内空白。此外，上述商用光纤存在激光损伤阈值和非线性系数低等不足，限制其在中远红外非线性光纤器件的应用。实现高性能硫系光纤的主要难题是高性能光纤基质玻璃组成调控方法不明，基质玻璃提纯及高效制备技术滞后，复杂结构光纤制备困难。

从2012年起，在国家基金重点项目、仪器专项和国家重点研发计划等项目的支持下，宁波大学红外材料及器件研究团队在戴世勋研究员的带领下，历经10余年攻关，实现了自主知识产权的高性能硫系光纤制备关键技术突破，研发出光谱宽度和输出功率指标领先的全光纤化中远红外超连续谱整机。

本项目总体研究思路

主要成果如下：
1、发明了高性能硫系光纤基质玻璃组成调控方法。

（1）提出了基于高极性单元-多光子谐振-玻璃局域网络三者之间的协同调控的高非线性硫系玻璃组分调控方法。

（2）提出于稳固玻璃网络结构的构建原理的高激光损伤阈值硫系玻璃组分调控方法：非线性折射率n₂与MCN变化 微晶化增强硫系玻璃非线性的原理

2、发明了高纯硫系玻璃的高效制备新技术。
  （1）发明了多级动态蒸馏玻璃原料提纯方法。将基质玻璃中的羟基杂质OH-、H₂O、Se-H含量降低至光学检测限，S-H含量低至2ppm以下。

（2）发明了多工位硫系光纤基质玻璃的制备方法及熔制设备，牵头制定了硫系玻璃光吸收系数、应力双折射等性能测量的3项国家标准。

3：创新了低损耗硫系光纤制备技术。
  （1）基于隔离分流、掏芯去杂和芯/包双去杂原理，发明了硫系光纤预制棒的挤压制备新技术。实现多种复杂结构硫系光纤的低损耗制备，研制出全固态、双包层、悬吊芯等10余种复杂结构硫系玻璃光纤。

（2）发明了聚合物保护的硫系光纤预制棒共拉丝技术以及硫系光纤端面抛光及跳线加工技术。解决了机械强度低的硫系光纤端面抛光及FC跳线加工中易断裂的技术难题。

项目开发出多种兼具高非线性、高激光损伤阈值的新型硫系光纤，获得了带宽大于10 μm的红外SC谱输出，其中在Ge-Te-AgI双包层光纤中实现了国际最宽的2-16 μm SC谱输出；在此基础上，基于级联泵浦技术并结合发明的硫系光纤耦合模块，实现了全光纤化中红外SC谱整机泵浦集成，研制出SC谱输出范围2-8μm、输出功率瓦量级的中远红外全光纤化SC谱整机，SC谱宽及输出功率处于领先水平。

中远红外超连续谱整机

该成果授权发明专利30件（含美国专利1件），制定国家标准5项，发表学术论文71篇，出版专著3部；培养国家万人科技领军、国家优青等国家级人才4人次、省特级专家、省优青等省级人才7人次。项目创新技术实现了高纯硫系玻璃规模化生产；相关技术和研制的硫系玻璃及光纤被国内多家国防军工单位采用，用于低功耗光纤声光调制器和高性能中红外光纤激光器等国防光电装备，在国防安全、公共卫生安全和宽带通信等领域发挥重要作用，可量化经济效益近亿元，社会效益显著。