2025年7月22日，中山大学匡代彬教授团队在Matter期刊上发表了一篇题为“Organic-inorganic metal halide glass optical fibers for ultralow-loss and bendable photonic applications”的研究成果。

该工作报道了一种在低温（230℃）下通过熔体填充的策略来制备具有芯包结构的有机-无机杂化金属卤化物（OIMH）玻璃光纤。其中，二(己基三苯基鏻)四溴化锰(II) ((HTPP)₂MnBr₄ (HTPP = hexyl triphenylphosphine))光纤的传输损耗低至0.41 dB/cm，二(己基三苯基鏻)五溴化锑(III) ((HTPP)₂SbBr₅)光纤的传输损耗低至0.16 dB/cm。这些光纤具有出色的机械柔韧性（弯曲半径≤0.8毫米），在光学加密和集成光子学领域显示出了巨大的应用前景。

新一代光波导介质需要同时集成超低光损耗、优异机械柔韧性及双模式光子管理能力（兼具自发射与外源输入的被动传输功能）。尽管基于改性化学气相沉积（MCVD）和管内熔体技术制备的量子点掺杂光纤已取得进展，但仍面临量子点聚集引发的散射损耗以及二氧化硅/聚合物基体不相容等瓶颈问题。此外，单晶波导虽然可提供亚微米级光学约束，但其各向异性生长特性与环境敏感特性限制了实际应用。近几年报道的有机-无机杂化金属卤化物（OIMH）玻璃凭借独特的发光特性与热力学性能有望解决上述难题，可为开发兼具低传输损耗、高柔韧性和双模式操作的光纤提供关键材料。

匡代彬教授团队合成了(HTPP)₂MnBr₄和(HTPP)₂SbBr₅玻璃，发展了低温（230℃）熔融填充技术，将(HTPP)₂MnBr₄或(HTPP)₂SbBr₅熔体填充到聚四氟乙烯管（PFA）内，成功制备出OIMH/PFA芯包结构光纤。OIMH玻璃光纤呈现出低传输损耗（Mn基0.41 dB/cm，Sb基0.16 dB/cm）与优异机械性能（弯曲半径≤0.8 mm无开裂）；以及双模式操作（适用于主动和被动波导功能）的功能。利用这些OIMH玻璃光纤的机械柔韧性可以编织成不同图案，并利用OIMH的发光特性实现光学加密和图案警示。同时，利用OIMH玻璃光纤低的弯曲损耗可以构建光回路展示可靠的光信息传输的能力。该工作不仅为柔性光电器件开发提供了材料平台，而且有望推动有机-无机杂化金属卤化物玻璃光纤在光学加密系统、内窥镜照明、可穿戴传感器、智能织物、光子芯片等前沿领域的创新应用。

图1：单晶结构以及玻璃光学特性。

图2：熔体填充法示意图及所制备的OIMH光纤。

图3：OIMH光纤的显微图像。

图4：OIMH光纤的传输损耗及弯曲特性。

图5：OIMH光纤的光学加密和光子学应用。

（来源：科学网）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102277