在当今科技飞速发展的时代，宽光谱石英光纤无疑是极为关键的器件之一，其在通信与传感领域的广泛应用，已然成为现代科技的重要支撑。随着5G和物联网技术的蓬勃兴起，光纤的功能也在不断拓展，从传统的无源电信传输介质，逐渐延伸至光纤传感、光纤设备以及激光器等多个领域。这一发展趋势，使得对光纤的需求日益复杂多样，对其多样化和定制化功能的要求也愈发迫切。
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然而，传统的宽光谱石英光纤制造技术，因受限于光纤材料和结构的灵活性，在满足这些复杂需求方面面临诸多挑战。例如，在制造过程中，材料的特性和结构的固定性使得实现光纤的多样化设计和定制功能变得困难重重。
近年来，增材制造技术，也就是我们常说的3D打印技术，在石英玻璃制造领域引起了广泛关注。/
这一技术的出现，为解决石英玻璃因高温和高粘度而难以塑形的问题提供了新的思路和方法。通过3D打印技术，可以更加灵活地塑造石英玻璃的形状和结构，为实现宽光谱石英光纤的多样化和定制化制造带来了希望。
在此背景下，景颐光电也积极投身于相关技术的研发与创新。其在光谱测量系统领域的专业设计和生产，为光纤技术的发展提供了有力支持。景颐光电生产的各种宽光谱石英光纤，如抗紫外石英光纤、深紫外石英光纤、可见光玻璃石英光纤、近红外石英光纤、中红外石英光纤等，具有专业化的设计，能够达到高通量的特点。这些宽光谱石英光纤不仅在性能上表现出色，而且可以与景颐光电的微型光谱仪、光纤光源及其他光谱配件完美配合，搭建出多种光谱测量系统，广泛应用于高能光源传输、光谱搭建、光源采集、光学测温以及医学传感、激光治疗等多个领域。
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不过，尽管3D打印技术在石英玻璃制造方面取得了一定的成果，但早期利用该技术制造的石英材料尺寸较小，通常仅为十几毫米量级的片状玻璃或块状玻璃，这在很大程度上限制了其在宽光谱石英光纤制造领域的大规模应用。
为了突破这一限制，来自哈尔滨工程大学的楚玉石博士和张建中教授，与澳大利亚新南威尔士大学的Gang - Ding Peng教授展开了深入合作。他们在光纤制造领域取得了突破性的进展，成功地利用数字光处理（DLP）3D打印技术制造出了厘米级别的光纤预制棒。通过对拉纤过程中参数的精确控制，他们还进一步获得了单模以及多模宽光谱石英光纤。
在此基础上，该课题组并未满足于现状，而是进一步延伸了此项工作。他们创新性地将铋离子和铒离子掺杂入单芯宽光谱石英光纤和七芯宽光谱石英光纤中，实现了多组分光纤及结构性光纤的制造。这一成果不仅为宽光谱石英光纤制造技术带来了新的突破，也为其在更多领域的应用提供了可能。
具体来说，研究者们首先利用商用的DLP 3D打印机，对含有纳米二氧化硅颗粒的紫外光敏树脂进行固化处理。在这个过程中，他们根据实际需求，在预制棒的孔中加入了功能性的纤芯材料。随后，通过马弗炉对预制棒进行脱脂处理，去除其中的有机物，最后经过拉制工艺，将其制成宽光谱石英光纤。电子探针的检测结果显示，利用这种3D打印技术制造的宽光谱石英光纤，其纤芯和包层具有理想的元素分布，这为宽光谱石英光纤的良好性能提供了坚实的基础。
单芯和七芯铋铒共掺杂宽光谱石英光纤的折射率分布呈现出良好的特性，这表明宽光谱石英光纤具有优秀的波导结构。同时，根据折射率和宽光谱石英光纤尺寸的相关数据计算得出，单芯铋铒共掺杂宽光谱石英光纤的截止波长位于760nm附近，这一参数对于宽光谱石英光纤的光学性能具有重要意义。
在对宽光谱石英光纤的损耗进行分析时，研究者们采用了截断法。分析结果显示，在损耗谱中存在着明显的铋与铒的特征吸收峰。与该团队之前的研究成果相比，此次制造的宽光谱石英光纤在损耗方面有了进一步的下降，这意味着宽光谱石英光纤的传输性能得到了显著提升。此外，在830nm或980nm激光器的激发下，宽光谱石英光纤可以获得铋与铒的特征发射，并且仅以LP01的模式在宽光谱石英光纤中传输。这种稳定的模式传输特性，为宽光谱石英光纤在实际应用中的信号传输提供了可靠保障。
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综上所述，该研究将3D打印技术成功引入到宽光谱石英光纤的制造中，并通过一系列的创新工艺，制造出了铋铒共掺杂的单芯宽光谱石英光纤和七芯宽光谱石英光纤。虽然目前制造的宽光谱石英光纤仍存在一些不足之处，如损耗较高以及七芯宽光谱石英光纤的纤芯形状不够完善等，但这项技术无疑为宽光谱石英光纤的制造业带来了新的希望和变革的契机。它有效地打破了传统宽光谱石英光纤制造领域的诸多桎梏，例如在MCVD制造多芯宽光谱石英光纤时纤芯的精确定位难题以及制造微结构宽光谱石英光纤时繁琐的堆积过程等。相信随着技术的不断发展和完善，3D打印技术在宽光谱石英光纤制造领域将会发挥越来越重要的作用，为通信、传感等领域的发展提供更加强有力的支持。

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