完成了氧化硅微纳光纤的高功率（高于10W）接连光单模传输，比此前最高试验值进步了30倍，并猜测微纳光纤的光学损害阈值高于70W。依据微纳光纤高功率接连光传输，研讨团队完成了空气中微液滴光力高速驱动以及高效非线性光学频率转化。该研讨有望将微纳光纤技能拓宽到高功率使用需求范畴。

  浙江大学光电科学与工程学院博士生张建彬和硕士生康仪为论文的一起榜首作者，浙江大学光电科学与工程学院郭欣副教授、童利民教授和清华大学精密仪器系李宇航副研讨员为论文的一起通讯作者。

  微纳光纤是一种直径挨近或小于传输光真空波长的一维光波导，一般由规范玻璃光纤在高温下经过物理拉伸方法制得，具有传输损耗低、光场束缚能力强、倏逝场份额高、外表场增强、波导色散可选规模大以及力学功能优秀等特性。近年来，微纳光纤作为一个微型化光纤光学渠道，已经在光学近场耦合、光学传感、非线性光学、原子光学、光纤激光器和光力学等范畴取得广泛重视和深入研讨，展现出共同优势和使用远景。在依据微纳光纤的光纤激光器、非线性光学及光力相互作用等使用中，进步微纳光纤中传导模的光功率，是进步激光器输出功率、非线性频率转化功率及光力学呼应等功能的有效途径之一。

  但是，受限于光源功率、耦合功率及光学损耗等要素，已报导的微纳光纤的单模传输功率（接连光功率或脉冲光的平均功率）最高值为0.4W[AIP Adv. 4, 067124 (2014)]。为满意微纳光纤高功率传输的使用需求，大幅度进步微纳光纤的接连光传输功率以及深入研讨微纳光纤的光学损害阈值至关重要。

  本文中，研讨团队深入研讨了氧化硅微纳光纤导波损耗机制，对微纳光纤及其绝热过渡区进行了高精度规划、制备及外表超净维护，大大减小了耦合输入损耗及外表散射等损耗要素，成功完成了氧化硅微纳光纤在1.55μm波利益的高功率接连光传输。如图1所示，试验体系选用全光纤衔接方法完成微纳光纤两头的光输入和输出。

  研讨依据成果得出，在超净环境中，直径为1.1μm的微纳光纤可长期安稳传输功率高达13W的接连光，外表未见异常散射点及损害，光学透过率坚持95%以上（图2）。与此前报导的微纳光纤的单模传输最高功率值0.4W比较，本研讨中微纳光纤的传输光功率进步了30倍。

  图2：微纳光纤在传输高功率接连光时的光学透过率（a）和外表散射相片（b）。

  为进一步探究传输光功率极限，研讨团队将微纳光纤打结成结型谐振腔，使用谐振腔的谐振峰移丈量微纳光纤传输高功率接连光时的温度，结合散热模型估测出微纳光纤的光学损害阈值高于70W（图3）。经过研讨微纳光纤的光致发光光谱及透射光谱，研讨团队估测微纳光纤的光学损害首要来自于光纤拉制过程中发生的外表缺点（如氧缺点中心、氧悬挂键等）和水分子的吸收。

  依据微纳光纤的高功率传输光场，研讨团队对空气中附着于微纳光纤上的10μm尺度的液滴完成了高速光力驱动（图4a）。当输入光功率为2.2W时，液滴的运动速度可达2.1mm s⁻¹，比此前报导的微纳光纤光力驱动微粒的运动速度快了10倍（图4b）。此外，经过准确操控微纳光纤腰区直径和调谐输入光波长，成功完成了接连光激发下的高效非线性光学频率转化，包含二次谐波发生和三次谐波发生（图4c）。当微纳光纤的输入功率为11.3W时，二次谐波转化功率为8.2×10⁻⁸，三次谐波转化功率为4.9×10⁻⁶。得益于本项研讨中微纳光纤的高功率传输、高精度准相位匹配及较长的非线性相互作用长度，与此前报导的脉冲光激发下的频率转化功率比较，本研讨中的接连光激发下的二次谐波转化功率更高。

  图4：依据微纳光纤接连光高功率传输的微液滴光力驱动（a，b）和非线性光学频率转化（c）试验成果。

  本文报导了氧化硅微纳光纤中高达13W的接连光高功率单模传输，猜测了高于70W的传输功率极限。依据微纳光纤高功率接连光传输，成功完成了空气中微液滴高速光力驱动以及高效非线性光学频率转化。上述研讨成果有望将微纳光纤光学与技能拓宽到高功率使用范畴，在依据微纳光纤的非线性光学、光力学、光纤激光器、生物医学光子学等方面开展新的前沿技能。

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