《表2 MPOF的特性：塑料光纤的研究与应用进展》

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《塑料光纤的研究与应用进展》

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材料的吸收对THz光纤的传输损耗影响巨大，降低THz传输损耗的途径一般有三种：1）使用低吸收的材料；2）在THz光纤纤芯上设置空气孔，形成多孔纤芯，基于折射率引导原理实现THz传输；3）基于光子晶体的传输原理，把THz波限制在空气纤芯中传输，尽量避免与材料的相互作用．21世纪初，HAN H等率先研究了THz光纤，制作的以HDPE为基材的实芯MPOF在0.1～1THz范围内传输损耗小于2.2dB/cm（即0.5cm-1)[25]．在此之后，PONSECA C S等于2008年制备了以PMMA为基材的空心MPOF来传输THz波，由于引入了空芯结构，其传输损耗与最初的实芯THz光纤相比有所降低，最低达到了0.9dB/cm（即0.21cm-1)[26]．除了引入空芯外，使用吸收损耗低的材料作为光纤基材也可以降低光纤传输损耗，与POF最常用的基材PMMA相比，TOPAS COC吸水率更低（约为PMMA的1/10）且在THz波段材料损耗也更低（约为PMMA的1/100）．基于以上原因，2011年NIELSEN K等制作了以TOPAS为基材的实芯MPOF，使得光纤传输损耗降到了0.4dB/cm（即0.09cm-1）以下[27]，2012年BAO H等在文献[27]的基础上在纤芯中引入多孔结构，进一步将传输损耗降至0.25dB/cm（即0.06cm-1)[28]．基于这些工作，2013年王豆豆设计了以TOPAS为基材的基于光子晶体传输原理的多孔光纤，将光束缚在中心传输，其色散在0.48～1.5THz范围为1.8±0.3ps/（THz·cm)[29]．同年马天等设计了以TOPAS为基质材料的不同结构的多孔光纤，该光纤在0.5～1.5THz范围内实现了平坦近零色散[30].2015年，MA T和蒙特利尔工学院的MARKOV A首次设计和制作出一种渐变折射率型的多孔光纤用作THz波段的色散管理，其吸收损耗最低可达到0.025cm-1，且渐变折射率纤芯的设计降低了光纤的色散，在0.3～1.5THz范围内，群速度色散<1.0ps/（THz·cm），模间色散<2.0ps/（THz·cm)[31]．除了实现光纤的低损耗外，近年来还出现了一些拥有平坦色散的THz光纤．2017年ISLAM M S等提出了一种低损耗超平坦色散的MPOF用于THz波的传输，其损耗为0.0342cm-1，色散为0.94±0.09ps/（THz·cm)[32]，2018年该课题组又提出了一种THz波段的保偏光纤，损耗为0.05cm-1，色散为0.49±0.05ps/（THz·cm)[33].2019年西安光机所的MEI S等提出了一种THz波段具有近零超平坦色散的悬浮芯MPOFs，且其损耗低至0.062cm-1，且在0.8～1THz范围内实现了0.14±0.07ps/（THz·cm）的低平坦色散[34]．同年YAKASA I K等提出基于传统六角点格包层的光纤用于THz传输，其纤芯的空气填充比高达85%，光纤总损耗大约为0.04cm-1，色散为0.47±0.05ps/（THz·cm），光纤单模工作频率为0.5～1.5THz[35]．上述相关MPOF的详细信息总结见表2.