由美國賓夕法尼亞大學化學系教授約翰·巴丁領導的科研小組，首次研制出具有硒化鋅內(nèi)核的光纖。這種光纖能更加自如高效地控制光，激光雷達技術的應用因此更加廣泛，比如可改良醫(yī)學激光器，優(yōu)化軍事上使用的對抗激光器，改進環(huán)境感測激光器。相關研究成果將發(fā)表在最新出版的《先進材料》雜志上。
“光纖是信息時代的基礎，這已成為人們的共識。”巴丁說，“光纖技術目前使用的是玻璃內(nèi)核，它的發(fā)展也因此受到限制，因為玻璃的原子排列雜亂無序。而像硒化鋅這種結晶質化合物的原子排列卻是非常整齊，硒化鋅的這種排列方式可以傳送波長更長的光，特別是中紅外線。”
據(jù)介紹，這一新技術的關鍵就是將硒化鋅這種化合物嵌入光纖結構中，這也是以前沒有人做過的。巴丁領導的科研小組使用高壓化學淀積技術，在二氧化硅玻璃毛細管內(nèi)淀積出硒化鋅波導核，最終研制成了新型光纖。這種高壓淀積法對在有限空間內(nèi)制成如此細長的硒化鋅核起著不可替代的作用。
硒化鋅光纖有兩大用途。首先是可以更加高效地變換光的顏色。“傳統(tǒng)光纖無法實現(xiàn)你想要的每一種顏色，而新型光纖通過非線性頻率轉換就能更加自如地 變換顏色。”巴丁說。其次，硒化鋅光纖不僅在可見光領域應用廣泛，而且在波長更長的紅外線領域也可以得到廣泛應用。傳統(tǒng)光纖傳送紅外線的效率比較低，硒化鋅光纖能更高效地傳送紅外線，這一特點的開發(fā)利用是令人欣喜的，表明將光纖用作紅外激光器的技術前進了一步。
巴丁解釋說：“目前軍隊使用的激光雷達技術能控制波長為2微米到2.5微米范圍的近紅外線，能控制大于5微米范圍的中紅外線就需要更加精密的設備了。而硒化鋅光纖卻可以傳送波長為15微米的光。”
新的光纖技術還能用來檢測污染物和環(huán)境中的毒素。據(jù)介紹，不同物質能吸收不同波長的光，水分子能吸收波長為2.6微米的光，某些污染物和有毒物質 的分子則能吸收波長更長的光。“如果將長波光傳送到大氣層中，我們就能更清晰地看到其中存在的物質了。”硒化鋅光纖還可能開辟新的研究領域，改進諸如眼睛矯正手術等激光輔助的外科手術技術。
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