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随着红外激光技术的不断发展，特别是Er：YAG（2.94μm），CO（5.0μm），CO2（10.6μm）等中红外激光器在激光加工、激光医疗中的应用，使得人们对红外激光传输系统的需求越来越迫切。目前研究传输红外激光光纤一般分为两类：红外实芯光纤和红外空芯波导。红外实芯光纤的研究已经深入开展了很久，也开发了一系列样品，但后来的实验研究证明，传统的实芯光纤结构存在着很大的缺点：一是芯层材料的折射率比较大，因而耦合时光纤端面的反射损失比较大；二是实芯结构所存在的结构缺陷大大降低了光纤的能量传输阈值，所以其性能还远不能达到应用的要求。因而在中红外激光传输系统中，空芯光纤因其诸多优点仍然是较为理想的一种传输手段。 本论文研究的重点是CO2激光的传输，包括传输用空芯光纤和输入端耦合器件两个方面。而两方面的研究都是建立在一定的理论设计基础上的。 在空芯光纤方面，从红外空芯波导的传输特性出发，讨论了电介质／金属型空芯波导的导光机理以及电介质层对HE11模传输性能的改善。通过空芯波导结构设计理论的分析，设计出了电介质／金属型空芯波导的合适的波导结构，对材料的选择和膜厚的确定都给出了明确的指导。单层电介质的理论最佳折射率为，最佳厚度为，金属膜为银膜，要求厚度为0.1μm以上。空芯波导较为合适波导半径为0.3-1.0mm。 因材料性能的限制，通过传输性能以及工艺可控性综合分析，确定制备的空芯光纤为单层电介质涂覆金属膜结构，电介质膜定为碘化银，理论厚度为0.77μm左右，由银膜直接碘化得到。碘化银膜的厚度主要由碘化的浓度和时间来控制。在碘化浓度为0.01M（I2的CCl4溶液），碘化时间为60S左右，碘化银的晶型主要为β和γ型，其中β型较多，膜厚约为0.7μm，此时 空芯光纤的传输率最高。截断法测得在10．6tim处的损耗为0．sdB／m，且弯 曲附加损耗较小，在弯曲角度为90度时，附加损耗小于ldB／m。空芯光纤 的内径为1刀m－m，制备长度为12m。 在输入耦合器方面，借助于波导耦合和外腔式波导激光器的相关理论， 设计了工艺上可行的锥型耦合器，确定了透镜、耦合器的尺寸以及耦合器与 透镜的相对位置：耦合透镜的焦距为65mm，直径为srnm，耦合器的长度为 15mm，输入端直径为17mm，输出端直径为0．65mm，耦合器与耦合透镜的 设计距离为44mm。 耦合系统为光纤插拔式结构，避兔了透镜耦合时每一次调整的麻烦。测 试结果表明：耦合器的能量传输率达90％以上。但由于耦合时在空芯光纤中 造成一定的高阶模式损耗，整个激光传输系统的传输效率不是很高，仅65％ 左右。输出激光能量可以稳定在 13w以上，基本上可以满足激光医疗的需 要。