锗芯光纤具有对红外光透明、高拉曼增益、高非线性等优良特点,在宽带中红外传输和传感、拉曼光纤器件、太赫兹光波导等方面有巨大的应用潜力,是目前光纤技术领域的研究热点。未来由锗芯光纤制成的调制器、探测器等核心器件,将在军事、航空航天、高能物理、生物医学等领域中发挥至关重要的作用。尽管在锗芯光纤的研究中取得了巨大的进展,但由于半导体材料与作为包层的二氧化硅材料特性差异较大,目前制备的锗芯光纤形成的单晶区域都非常短,总体为非晶或多晶结构,内部存在大量缺陷和应力,使得目前制备的光纤质量达不到实际应用的水平。因此提高纤芯结晶质量、降低缺陷浓度和消除残余应力,制备出高质量的锗芯光纤,对锗芯光纤尽早进入实际应用领域有着至关重要的作用。热处理是提高材料晶体质量、消除残余应力的有效方式,由此本文基于熔芯法拉制了锗芯光纤,研究了热处理对锗芯光纤性能的影响。首先,使用熔芯法拉制了锗芯光纤,采用两种方式对锗芯光纤进行热处理,分别为低于锗芯熔点温度以下的退火和高于锗芯熔点以上的再结晶。使用扫描电子显微镜与能谱定量分析、共焦拉曼散射和X射线衍射对光纤样品进行测试分析。通过研究发现,在未退火样品、700℃、800℃、900℃退火中,900℃退火的样品具有最低的纤芯残余应力和最好的结晶质量,证明了对于锗芯光纤,900℃是退火中较为合适的退火温度。锗芯熔融再结晶研究中,我们将锗芯光纤加热至1000℃后慢速降温使锗芯再结晶,研究再结晶对于锗芯光纤的影响。通过研究发现再结晶同样可以降低纤芯应力,提高了锗芯光纤的质量。最后对CO₂激光热处理锗芯光纤进行了仿真及实验环境介绍。主要是对激光加热锗芯光纤的温场分布做了分析,比较了不同激光功率和光纤移动速率对激光加热点处温场分布的影响。当光纤移动速率增加时,对应的合适的激光热处理功率也在增加。对于激光热处理锗芯光纤的合适的激光功率和光纤扫描速率还需要实验进一步进行验证。对激光热处理实验环境也作了初步介绍,为下一步进行实验研究奠定了基础。