在网络通信飞速发展的时代，二氧化硅光纤已经广泛应用于各种通信以及传感领域中，且成为了当今互联网时代的重要组成部分。而随着网络通信的不断进步以及物联网（loT）的逐渐崛起，对光纤的要求也从单一功能传输技术扩展到了多功能的同时执行。这无疑对现阶段的光纤制备工艺提出了新的要求和挑战。

为了应对这一挑战，研究人员提出了利用增材制造（3D打印）技术对光纤进行“自上而下”的加工。然而传统的3D打印技术无法满足石英玻璃所需的高加工温度需求，基于这一问题，哈尔滨工程大学和新南威尔士大学的研究人员利用数字光处理（DLP）3D打印技术将“块状或切片”的光纤预制棒打印尺寸从毫米级扩展到了厘米级，并在光纤拉制过程中通过控制打印参数构建出了单模和多模光纤。

图(a)3D打印的预制件和填充芯实物图；(b)本实验中使用的光纤拉丝塔；(c)光纤拉丝过程的温度变化；(d)3D打印单芯和七芯光纤在.8nm处的损耗光谱；(e)由和nm激光器激发的单芯光纤的发射光谱。

为了构建这种光纤，研究人员将制备工艺分成了五个步骤：

（1）制备嵌入无定形二氧化硅纳米粒子的紫外线敏感树脂；

（2）使用商用DLP3D打印机打印设计的预制件；

（3）将制备好的树脂填充到打印的包层预制件孔中，然后进行热聚合；

（4）利用由退火驱动的脱脂预烧结工艺去除水分和聚合物载体并对纳米颗粒进行预熔；

（5）高温烧结，以进一步去除杂质，并在光纤拉制过程中将二氧化硅纳米粒子融合到玻璃中。

在这一打印过程中，研究人员发现在利用退火和烧结处理降低水分时，单芯光纤的损耗会大大减少，而且通过增加纤芯和包层的圆度还可以进一步的降低水份并降低光纤损耗。

研究人员还表示可以在增材制造过程中引入活性掺杂剂以赋予光纤更多的功能和性质，例如他们使用铋、铒的氧化物和离子制造出了单芯和七芯的铋铒共掺杂光纤（BEDF），这种光纤通过nm的泵浦激发可以表现出超宽带的近红外（NIR）发射，其波段几乎覆盖了整个电信O-L波段，该光纤也被认为是下一代光纤通信系统的光纤放大器中的有源介质。

研究人员还认为光纤正在从单一功能的传输技术转变为能够执行多种功能的技术，未来对定制设计、特定应用光纤的需求将越来越大。此外，他们还将增材制造技术视为光纤制造领域的潜在颠覆者，可以扩展光纤的功能，并可以无光学光纤拼接的前提下实现多芯光纤扇入/扇出和空分复用中的模式耦合等应用。

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