氟化物光纖
多組分重金屬氟化物玻璃由於其在近紫外至中紅外的高度透明性以及其最小的光損耗，在製備新型光學元件、感測器、醫學、大氣以及通信等領域有廣闊的潛在應用價值，引起各國的廣泛重視。由重金屬氟化物玻璃拉制而成的光纖即氟化物光纖。氟化物玻璃光纖在2.5μm附近理論損耗為0.001dB/km，比石英光纖損耗理論上低1到2個數量級。
重金屬氟化物要形成穩定的玻璃，其組成範圍很窄，製備工藝十分嚴格，故在選擇光纖材料組分時，不僅要考慮玻璃的光學、熱學性質還應考慮製造工藝和材料有關的物理化學性質。
氟鋯酸鹽玻璃光纖
ZFG光纖是典型的氟鋯酸鹽光纖，操作波長範圍在0.3~4.3μm，從以下傳輸損耗譜可以看到，在0.3~3.4μm損耗最低，可小於0.05dB/m。氟鋯酸鹽玻璃成玻性能好，抗析晶失透性能良好，玻璃在軟化的溫度區有較低的粘滯活化能，增加了拉絲工作的溫度範圍，其中以ZBLAN（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）系統玻璃的製作工藝最穩定成熟。缺點是機械強度較差，易碎且受不了液態水的侵蝕，需要特殊的塗覆層來保護。
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（氟鋯酸鹽玻璃光纖波長損耗譜）
此外，稀土離子摻雜氟鋯酸鹽玻璃光纖（ZBLAN）被廣泛應用在中紅外波段光纖激光器中，作為有源介質產生中紅外激光。ZBLAN光纖是目前中紅外光纖激光領域應用最廣泛的光纖介質，以3微米中紅外光纖激光器為例：由於3微米附近水的振動吸收峰非常強烈，使得3微米激光被廣泛應用於激光手術等。利用摻鉺的雙包層ZBLAN光纖作為有源介質，975nm半導體激光器作泵浦源產生的3微米連續激光國際功率已經超過30W，整體方案已經相當成熟。以下是不同稀土離子摻雜ZBLAN光纖的發光譜。
（稀土離子摻雜ZBLAN光纖發光譜）
氟鋁酸鹽玻璃光纖
下圖是AFG光纖（氟鋁酸鹽玻璃光纖）波長損耗譜：AFG工作波長範圍在0.3~4μm，其中在傳輸1.7~3.1μm波段內的光時可以將損耗降到0.06dB/m以下。與氟鋯酸鹽玻璃光纖相比，氟鋁酸鹽玻璃光纖具有較高的機械強度和化學穩定性，但是在冷卻過程中容易析晶失透，需要加入其它鹼金屬氟化物組分來改善，提高玻璃光學質量。
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（氟鋁酸鹽玻璃光纖波長損耗譜）
氟銦酸鹽玻璃光纖
從以下波長損耗圖譜中可以看到：氟銦酸鹽玻璃光纖的紅外透射性能優異，其傳輸波長範圍為0.3~5.3μm，與氟鋯酸鹽玻璃光纖相比向紅外方向拓展了1μm，在2~4.1μm波段傳輸損耗可降至0.05dB/m以下。氟銦酸鹽玻璃具有更低的聲子能量，這意味著它有更高的量子效率，非輻射躍遷例如交叉馳豫等概率低。雖然製造工藝還沒有氟鋯酸鹽玻璃光纖成熟，需求量小，但優良的性能使得氟銦酸鹽玻璃光纖在紅外超連續譜等領域有著非常大的應用潛力。
（氟銦酸鹽玻璃光纖波長損耗譜）
總體來說，氟化物玻璃光纖在2μm~5μm中紅外波段透過率高，背景損耗低，在中紅外激光器、超連續譜以及光傳輸領域都有著非常廣闊的應用。拓普光研致力於與國內高校各研究合作，共同推進國內氟化物光纖激光的研究和應用。
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