近日，我室博士研究生梁晓林（第一作者）和王训四研究员（通讯作者）在期刊Optics Express（IF=3.2）上发表了题为“Low-loss Ge-As-S glass fiber for high-power Er:YAG laser transmission and ablation的研究论文（Optics Express, 33(10): 20370-20382, 2025, https://doi.org/10.1364/OE.562172）

       Er:YAG激光器（2.94µm）作为医疗手术中的重要工具，其临床应用目前主要依赖导光臂系统进行激光传输。然而，这类系统存在诸多局限性：光束准直稳定性不足易导致术中光斑漂移，机械结构的刚性设计也严重制约了操作灵活性。开发高稳定性与高度柔性的光纤传输系统，将成为突破现有技术瓶颈的关键——不仅能有效解决上述问题，更能显著提升Er:YAG激光器在精准外科手术中的实用价值。

       锗基硫系玻璃光纤因其高损伤阈值和优异的水稳定性，成为Er:YAG激光（2.94µm）传输的理想介质。然而，现有光纤的高散射损耗严重制约了激光传输效率。针对这一挑战，本研究成功开发了高纯度锗基硫系玻璃，并制备了低损耗的Ge-As-S光纤，光纤的最低损耗为0.15dB/m，与商用As-S玻璃光纤相当。其次证明了Ge-As-S光纤传输高功率Er:YAG激光（2.94µm）的能力。在室温下，光纤直径为1500µm的Ge-As-S光纤棒可承受684J/cm²的能量密度，并实现了8W以上的激光功率传输，创下了硫系光纤传输Er:YAG激光的新纪录。此外，为实现Er:YAG激光更灵活、高效的传输，对光纤棒锥化处理直至光纤直径为600µm。经测试，该锥形Ge-As-S光纤展现出卓越的传输性能：在大气环境下稳定传输4.1 W的Er:YAG激光功率，输出端能量密度高达580 J/cm²。本研究进一步验证了锥形光纤在生物组织消融中的优异性能，其卓越的抗水解特性更使其能够满足长期医疗应用的需求。相较于传统导光臂系统，Ge-As-S光纤提供了一种更紧凑、更高功率的激光传输解决方案，不仅显著降低了手术操作限制，更为微创手术的临床应用开辟了新的可能性。

图1（a）低锗含量的Ge-As-S光纤损耗；（b）高锗含量的Ge-As-S光纤损耗

图2 （a）Er:YAG激光通过锥形Ge-As-S光纤的传输情况；（b）实验和模拟的锥形Ge-As-S光纤的激光传输效率对比