氟锆玻璃(ZBLAN)光纤是由ZrF4、BaF2、LaF3、AlF3和NaF等重金属氟化物组成的复合玻璃光纤,属于氟化物光纤,同时也是软玻璃光纤的一种类型。而软玻璃光纤是产生超连续光源的理想介。氟锆玻璃(ZBLAN)光纤的传输范围为0.3μm~4.5μm,在0.3um-4.5um内损耗极低,可作为增益介质产生高功率中红外激光器,同时也可用于超连续谱光源的制作。
相较于硫系玻璃光纤,氟锆玻璃(ZBLAN)光纤具有稀土元素掺杂能力高、传播损耗低等特点,其损耗主要来源于氟化物微晶、氧化物颗粒、气泡、羟基吸收、杂质金属吸收等。此外,相较于氟化铟(InF)玻璃光纤,氟锆玻璃(ZBLAN)光纤在中红外范围内可提供更平坦的衰减。
从产品生产来看,氟锆玻璃(ZBLAN)光纤组分复杂,且易挥发,具有短料性,直到20世纪90年代中期,全球范围内仍未能实现超低损耗ZBLAN光纤的制备。目前,全球范围内,美国、法国、日本三个国家已实现氟锆玻璃(ZBLAN)光纤的商用化,且其生产的氟锆玻璃(ZBLAN)光纤可以在中短距离实现应用,代表性企业包括Flawless Photonics公司、Fiberlabs公司、Le Verre Fluoré公司。
新思界产业研究中心发布的
《2024-2028年氟锆玻璃(ZBLAN)光纤行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,在中国,中科院上海光学精密机械研究所曾成功制备50~140dB/km的ZBLAN多模光纤,但相较于国外最优水平,还存在明显差距。中国氟锆玻璃(ZBLAN)光纤主要供应商为进口产品代理商,如上海昊量光电设备有限公司等。
从产品研发来看,研究者对掺杂稀土离子的ZBLAN光纤研究积极性较高。掺杂稀土离子的ZBLAN光纤作为增益光纤,可应用于可见光和中红外光纤激光器等领域。而在各类掺杂稀土离子的ZBLAN光纤中,Er3+掺杂ZBLAN光纤是研究最为成熟的中红外增益光纤,且高浓度Er3+掺杂ZBLAN光纤是产生近3μm激光输出的重要方式之一。
工作波长位于3μm附近波段的中红外激光器可用于大气遥感、材料加工、环境检测等多个领域。未来随着具有光束质量好、转换效率高、散热性能佳、体积小、质量轻、易于集成等优点的中红外光纤激光器成为主流的3μm附近的主流激光器,市场上对Er3+掺杂ZBLAN光纤的需求有望增长。
新思界
产业分析人士表示,除作为增益介质外,氟锆玻璃(ZBLAN)光纤还可用于中红外超连续谱光源的产生,且氟锆玻璃(ZBLAN)光纤是目前产生中红外超连续谱光源的主选非线性光纤。因此,氟锆玻璃(ZBLAN)光纤在中红外超连续谱光源领域也有较好的应用前景。