氟化物光纤及其应用

氟化物光纤是由氟化物玻璃制成的多组分玻璃光纤，包括由ZrF4组成的ZBLAN玻璃光纤（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）和主要由AlF3组成的AlF3玻璃光纤（AlF3-BaF2-SrF2-CaF2-MgF2-YF3）。因为材料的差异，氟化物光纤有很多和普通光纤（石英玻璃光纤）不同的特性。如可透射光的波段更广，掺杂稀土元素时的受激发射效率更高，同时机械强度和耐水性较普通光纤差等。

氟化物光纤的突出优点是，它在包括光通信波长在内的从0.35µm到4.0 µm的波长范围内都有较低的损耗。我们比较了三种类型的光纤的损耗谱：石英玻璃光纤，AlF3玻璃光纤和ZBLAN玻璃光纤（见图1）。石英玻璃光纤在1μm波段的损耗非常低，但在2μm及以上波长处损耗迅速增加；而AlF3玻璃光纤的损耗曲线直到3.5μm的红外区域都比较平缓，ZBLAN玻璃光纤的损耗直到4.0μm才有显著增加。利用此性质，氟化物光纤可用作近红外和红外光谱的波导。

图1.光纤损耗比较

ZBLAN光纤的另一个主要特点是掺杂稀土元素时具有出色的受激发射特性。能够在可见光，近红外光和中红外光中获得各种波长的光发射。由重金属氟化物制成的ZBLAN光纤由于声子能量很低而不易发生非发光转变，并能以石英光纤无法企及的波长发光。

图2概述了掺杂各种稀土元素时的受激发射波长和光强。石英光纤仅在近红外区域发光，而稀土掺杂氟化物光纤的受激发射能力则覆盖了可见光和红外光。在近红外波段中，只有氟化物光纤才在对光通信很重要的1.3和1.4μm波段发光。此外，在2.5μm或更高的红外波段只有ZBLAN才能产生受激发射。

图2.稀土掺杂ZBLAN光纤的发射谱

因此，氟化物光纤广泛用于光纤放大器的放大介质。氟化物光纤的特性使其可以用来制造光通信波段和850 nm波段的光纤放大器。它使用掺有稀土元素的氟化物光纤，稀土离子被泵LD激发，并以信号光触发受激发射来放大。

我们有对应于850 nm，O波段，S波段，C波段和L波段的光纤，同时也提供PDFA（掺镨光纤放大器），850nm/C/L频段光纤放大器EDFA(掺铒光纤放大器)，用于S频段的TDFA（掺铥光纤放大器）。

氟化物光纤的加工处理

氟化物光纤的纤芯和包层的硬度低于石英玻璃，所以常规光纤处理工具不适用于氟化物光纤涂覆层的剥除和光纤的切割。

去除涂覆层：

氟化物光纤涂覆层的去除需要600目砂纸，拭纸，丙酮和异丙醇溶液。操作时要注意防火，保持通风良好和佩戴防护工具（手套）。

操作步骤：首先用600目砂纸打磨需要去除涂覆层的光纤表面，然后把打磨后的光纤在丙酮中浸泡大约5分钟，接着用拭纸蘸取异丙醇，擦除软化的涂覆层并清洁光纤表面。

光纤切割：

切割氟化物光纤建议采用超声波光纤切割刀。

光纤打磨：氟化物光纤端面打磨可以使用通用的光纤抛光片，采用干法打磨抛光，不能使用抛光液。