20/12/2002美國麻省理工學(xué)院（MIT）的布拉克·特梅爾庫朗（Burak Temelkuran）和山頓·哈特（Shandon D. Hart）等人組成的研究小組日前成功地開發(fā)出了截面中央開孔的新型光纖。通過在納米級別上將兩種介電薄膜層疊“筒”狀、利用名為“光子帶隙（Photonic Bandgap）”的不透光性質(zhì)，防止了通過中空部分的光線的外泄。此前為了降低光纖的傳輸損耗，世界各地都在開發(fā)高透明度的光纖材料。而此次，研究人員并沒有著眼于材料的開發(fā)，而是基于在光傳輸部分中不使用任何材料這一新構(gòu)想，獲得了新成果。 

　　通常情況下，光纖都是在光纖材料中傳輸光線的。但此次開發(fā)的中空光纖是在空氣中傳輸光線。使用長度4nm的中空光纖傳輸波長10.6μm的二氧化碳（CO2）激光，結(jié)果傳輸損耗僅為0.95dBm-1，與利用市售光纖測定的值相比，減小了一個數(shù)量級以上。詳細(xì)內(nèi)容已刊登在2002年12月12日出版的英國科學(xué)雜志《自然》上。 

　　中空光纖制作過程如下：首先，在厚度為25～50μm、折射率為1.55的PES（聚醚砜）薄膜上，利用熱蒸鍍法形成折射率為2.8的A2Se3（三硒化二砷）薄膜。A2Se3層的厚度為5～10μm。然后以A2Se3層為內(nèi)側(cè)將薄膜卷起來，制作成多層結(jié)構(gòu)的“fiber pre-form（光纖上游材料）”，并將其在真空中加熱成形。接著，使用生產(chǎn)普通光纖的設(shè)備延展上游材料，就能夠制作出長度為數(shù)十～數(shù)百nm的中空光纖。 

　　利用掃描電子顯微鏡（SEM）對試制的光纖截面進(jìn)行觀察得知，其結(jié)構(gòu)是誔OST http://www.POST http://www.dsfruit.com/news/admin/edit35nm的A2Se3層、其外側(cè)為厚度900nm的PES層、再外側(cè)是270nm的A2Se3層，然后又是PES層（900nm）和A2Se3層，最外側(cè)是厚度為135nm的A2Se3層（圖）。 

　　由2種絕緣層層疊而成的中空光纖之所以不向筒外泄漏在中間位置傳輸?shù)墓饩�，是因?yàn)榻^緣層具有不透光的光子帶隙。此次的研究接近于這樣的光子結(jié)晶研究：將折射率不同的材料組合起來，開發(fā)同光子帶隙立體排列而成的集成電路。 

　　中空光纖可以利用絕緣層的厚度控制光子帶隙的數(shù)值。該研究小組表示，如果將此次使用的2種電介質(zhì)相配合，通過設(shè)計就能灰緣退鷙睦創(chuàng)?洳ǔの.75～10.6μm的光線。作為中空光纖的用途，該研究小組舉出了使用CO2激光的外科手術(shù)等領(lǐng)域。
日經(jīng)BP社

【圖】此次試制的中空光纖截面的掃描電子顯微鏡照片。明暗部分分別是A2Se3層和PES層