快科技10月16日消息，據媒體報道，近日，國防科技大學南湖之光實驗室聯合多家單位科研團隊，基于空芯光纖成功實現2kW高功率激光在2.45公里超長距離下的全光纖化高效、穩定傳輸。這標志著高功率、遠程傳能空芯光纖技術正式從原理探索邁入工程應用新階段。
近年來，高功率激光的柔性遠距離傳輸需求持續增長。然而，傳統實芯光纖的傳輸能力在高功率條件下嚴重受限：輸出功率為5kW時，傳輸距離僅約20米；而一旦功率提升至8kW，傳輸距離更急劇縮短至3米，遠無法滿足實際工業應用的要求。
與實芯光纖相比，空芯光纖具備低時延、低損耗和非線性系數低等顯著優勢。但現有空芯光纖高功率激光傳輸系統多依賴透鏡等自由空間光學元件，容易受到外界環境干擾，系統穩定性較差。因此，發展全光纖化耦合技術，成為構建穩定、緊湊且實用化空芯光纖激光系統的關鍵路徑。
為實現真正穩定高效的全光纖系統，研究團隊專門設計了與實芯光纖模場相匹配的五管雙嵌套反諧振空芯光纖，通過仿真優化確定了最優結構參數，并成功拉制出超低損耗空芯光纖。
團隊攻克了石英光纖與空芯光纖的低損耗熔接、模場匹配以及高功率光纖端帽等關鍵技術瓶頸，在國際上首次實現全光纖結構的空芯光纖高功率激光遠距離傳輸。輸出激光保持近衍射極限的光束質量，傳輸功率與距離均達到全球最高水平。
相較于傳統實芯光纖，超低損耗空芯光纖將有效柔性傳輸距離提升了兩個數量級，為工業領域遠距離激光柔性傳輸的工程化應用提供了關鍵技術支撐，具有廣闊的應用前景。
例如，在工業加工中，面對某些高危作業環境，遠程激光柔性傳輸技術能擴大工作人員與加工區域的安全距離，顯著提升操作安全性；在科研領域，空芯光纖還可利用輻射壓力實現粒子的捕獲與加速，為在公里級尺度構建新型“飛行粒子傳感器”開辟可能。
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