CN100592114C - 一种微结构保偏光纤 - Google Patents

Abstract

一种微结构保偏光纤，涉及光纤通信领域，由纤芯和包层组成，其特征在于：纤芯由介质材料1和周期排列的孔2所组成，当包层仅由介质材料3组成时，介质材料1、孔2、介质材料3的折射率n₁，n₂，n₃的关系为：n₁＞n₃＞n₂或n₂＞n₃＞n₁；当包层由介质材料3和周期排列在介质材料3中的孔4组成时，介质材料1、孔2、介质材料3、孔4的折射率n₁，n₂，n₃，n₄的关系为：n₃＞n₄且有n₁＞n₃＞n₂或n₂＞n₃＞n₁；本发明结构灵活，性能优良，可以广泛应用于制作各种光纤器件及光传输、光传感等领域，具有良好的应用前景和经济效益。

Description

一种微结构保偏光纤

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特指一种微结构保偏光纤，国际专利分类号拟为Int.Cl⁷.C03B 37/00。

背景技术

保偏光纤是一类重要的光纤，它在光通信、光信号检测和处理等很多领域都有重要的应用。其最初主要用于光纤传感，随着光纤通信技术的发展，在光纤放大器、光纤激光器、波分复用和偏振模色散补偿等方面也获得了广泛的应用。保偏光纤在高比特率光通信系统中也扮演着一个重要角色，因为高双折射光纤可以消除偏振模式色散的影响。

近年来，人们提出采用光子晶体光纤结构来实现高双折射保偏光纤。光子晶体光纤又被称为微结构光纤或多孔光纤。由于光子晶体光纤的包层和纤芯具有高的折射率差的特点，因而非常适宜制作高双折射光纤。最早报道设计并制作出具有高双折射光子晶体光纤的文献是【Opt.Lett.25(18)1325～1327，2000】，文中报道了折射率差达3.7×10^-3，拍长为0.4mm的石英双折射光子晶体光纤。专利【CN1341219A，2002】中的高双折射光子晶体光纤提出的就是此文献中所述结构。

光子晶体光纤虽然可以获得比传统高双折射光纤更高的双折射，但主要是通过改变纤芯的形状或包层的不对称性来实现的。光子晶体光纤包层的有效折射率【Opt.Lett.22(13)，961-963，1997】随波长的变化具有这样一个特点：包层的有效折射率在孔间距较小时变化较大，随着空气孔间距增大，有效折射率的变化变缓。因而，要获得具有特定色散或(和)高双折射的光纤，这就要求包层中的孔间距较小，但这样的结果是导致光子晶体光纤的纤芯也较小。值得注意的是，由于光纤的色散或双折射是包层和纤芯共同作用的结果，纤芯增大的直接结果就是光场向纤芯集中，这样包层的作用就大为减弱。因而，要获得具有大模场同时又具有这种特殊性能的光纤，实际上是比较困难的。纤芯过小带来的后果就是光纤中的泄露损耗会比较大，另外，光子晶体光纤与其它光纤之间的连接损耗也会增大，而且，不利于大功率的光传输。所有这些，都会影响到这些特殊性能光纤的实际应用。

通过在光纤中引入应力元的方法(Opt.Express，vol.12，956～960，2004)，人们也获得了具有大纤芯的保偏光子晶体光纤，但是这种光纤的双折射较小(双折射一般在10^-4量级或更小)，同时也无法避免加入应力元所带来的光纤性能参数受温度等外界环境影响的问题；另外，为了在包层中引入应力元，必须增大包层直径，这也为光纤的实际应用带来了困难。

能够实现偏振保持的另一种类型的光纤是单模单偏振光纤。在这种光纤中，只有一个偏振基模可以在光纤中传输。人们已经通过改变纤芯周围孔的大小等方法，获得了单模单偏振的光子晶体光纤。其主要思想是利用光纤两偏振模在有效折射率上的差异，使其中一个偏振模式因其有效折射率小于包层的有效折射率，从而无法在光纤的传输(J.Lightwave Technol.vol.24，825～830，2006)。这种方法要求光纤本身具有较高的双折射才能实现，因而光纤的纤芯很小(直径一般在几个微米)，且形状往往类似于矩形，这使得这种光纤与普通光纤的连接损耗较大，同时较小的纤芯也不利于降低光纤的非线性，从而实现大功率的光传输。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种微结构保偏光纤。这种微结构光纤的纤芯是由微结构组成的，包层一般也是由微结构组成的，但也可以由一种均匀折射率材料组成。通过设计具有二阶对称性的微结构芯，这种光纤可以在实现大纤芯或大模场的单模光传输的同时，获得较高的双折射。此外，合理地选择结构参数，还可获得单模单偏振的光传输。

一种微结构保偏光纤，由纤芯和包层组成，其特征在于：纤芯由介质材料1和周期排列的的孔2所组成，当包层仅由介质材料3组成时，介质材料1、孔2、介质材料3的折射率n₁，n₂，n₃的关系为：n₁＞n₃＞n₂或n₂＞n₃＞n₁；当包层由介质材料3和周期排列在介质材料3中的孔4组成时，介质材料1、孔2、介质材料3、孔4的折射率n₁，n₂，n₃，n₄的关系为：n₃＞n₄且有n₁＞n₃＞n₂或n₂＞n₃＞n₁；

由于只有孔间距较小时，纤芯才可以被看作一个整体，所以纤芯区孔的间距一般小于3个光波长，典型的取值范围是0.2～2个光波长。

为避免出现高阶模的出现，纤芯的有效折射率值与介质材料3的折射率之差的绝对值应小于5×10^-3。

介质材料1，介质材料3，孔2和孔4中所用材料为微结构光纤中常用的材料，例如孔2和孔4中所用材料可为真空、气体(如空气或氢气)、液体或固体材料(如掺杂的石英材料)。

制作本光纤所用材料的典型组合为：

1、介质材料1采用掺杂的石英(如掺杂GeO₂、P₂O₅)以获得高折射率；而介质材料3采用纯石英；孔2所用材料为空气或用掺杂的石英(如掺杂B₂O₃、F)以获得低折射率；

2、介质材料1采用掺杂的石英(如掺杂GeO₂、P₂O₅)以获得高折射率；而介质材料3采用纯石英；孔2所用材料为空气或用掺杂的石英(如掺杂B₂O₃、F)以获得低折射率；孔4所用材料一般为空气。

纤芯的结构方面：孔2的横截面可以典型的为圆形，也可以为椭圆形、矩形、六角形形状；孔2的排布形式也很多，可以为矩形、正方结构排布，也可以为三角形排布。

纤芯区孔的间距要小于包层区孔的间距，两者的比值在1/3～1/40之间，典型的取值范围是：1/5～1/20。

本发明通过将纤芯微结构化的方法，来实现对纤芯的折射率的调整，从而使光纤获得了全新的传输特性。通过在纤芯引入微结构孔，使我们可通过改变孔内材料的折射率、孔的尺寸、孔的周期、孔的数量、孔的排布形状及纤芯区的介质材料1的折射率等方法来调整纤芯的有效折射率，从而使我们对光纤具有更多的可控参数。例如：如果使孔在纤芯中的排列具有二阶对称性，则由于纤芯的有效折射率在两个偏振方向上不相等，从而出现双折射现象，这种双折射是由纤芯本身的折射率分布引起的，因而这时纤芯本身就具有各向异性的特点。而且由于双折射来源于纤芯内部的结构，双折射的大小可以由纤芯结构的相应参数来控制，这就避免了一般高双折射光子晶体光纤要求波长与包层中孔间距之比较大才能获得高双折射的缺点，同时也不需要使纤芯的外形变为非圆形来增大光纤的双折射。所以，采用这种纤芯结构，可以在保持高双折射的同时，获得具有较大纤芯面积(或模场面积)同时纤芯还可以是圆形的光纤结构。此外，由于纤芯是微结构所组成的，其有效折射率是光波长的函数，因而在这种光纤中我们也可以获得更为丰富的色散特性。由于高双折射及色散等特性不再被局限于小的纤芯这样一个条件下，因而微结构芯光纤可以克服小的纤芯导致的光纤的连接困难、不能实现大功率光传输，以及较大的泄露损耗等缺点。

另外，采用这种结构还可以实现单模单偏振的光传输。第一种实现原理是：利用两个正交的线性偏振基模在泄露损耗特性上的差别。由于纤芯的介质材料1具有比包层的介质材料3高得多的折射率，所以当孔间距较小时，纤芯的有效折射率较低。此时光纤与一般的实芯光子晶体光纤相类似，需要包层中的低折射率孔来束缚光。当孔间距较大时，纤芯的有效折射率会比包层的背景材料的折射率要高得多，同时此时的纤芯面积也比较大，这样，光纤将类似于孔辅助光纤(hole-assisted optical fiber)。这种光纤的基模的泄露损耗一般可以忽略，包层中的低折射率孔也不需要起减小泄露损耗的作用，而只是起到调整传输模式的有效折射率的作用。值得注意的是：由于纤芯的有效折射率在两线偏振方向上的值是相差较大的，这也是这种光纤能够产生高双折射的主要原因。因此，就有可能出现这样一种情况：对于某一偏振方向的基模来说，它所对应的纤芯的有效折射率较大，所以它本身的泄露损耗可以忽略，在纤芯结构保持不变的情况下，其泄露损耗不会因包层中空气孔的变化而发生改变。而与它正交的那个偏振模，由于它所对应的纤芯的有效折射率较低，它仍然需要包层中的孔来起来束缚光的作用，如果包层中的孔在数量较少，尺寸较小的话，其泄露损耗可能就会较大。也就是说：如果纤芯的有效折射率在两个正交的偏振方向上相差较大，而包层中的孔对光的束缚能力又较弱(如孔的数量较小、孔的直径较小等)，选择合适的纤芯结构参数，就会出现这样一种情况：在某一波长范围内，有效折射率值较低的那个偏振模损耗很大，而实际无法在光纤中传输；而有效折射率较高的那个偏振模因为不需要孔来束缚光，所以损耗很低。这样就实现了单偏振的光传输。

另一种实现原理是：利用纤芯的有效折射率在两个正交的偏振方向上相差较大的特点。如果纤芯面积较大，使得纤芯与包层之间只需具有较小的有效折射率差就可以实现低损耗的光传输。此时，选择合适参数使包层的有效折射率大于纤芯的某一个偏振方向的有效折射率，而小于与它正交的另一个偏振方向的有效折射率。于是，两个偏振方向对应的线偏振模只有一个能够满足全内反射条件，而另一个无法满足全内反射条件，所以光纤中只有一个偏振方向的光能在纤芯中传输，这样就实现了单偏振的光传输。

本发明的一个关键技术是纤芯区的介质材料1或2的折射率要高于包层区的介质材料3的折射率。这样做的目的是：由于纤芯的有效折射率是纤芯的背景材料与孔2共同作用的结果，所以选择合适的折射率值可以使纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差较小。这样，所得到的微结构光纤就与普通的实芯光子晶体光纤在形式上非常相近，同时其纤芯又具有可调的折射率这样一个优点。因而，我们可以在保证光纤具有单模特性和合适的模场等情况下，获得高双折射等其它的特性。相反地，如果介质材料1和孔2都不大于介质材料3的折射率，则将导致如下结果：由于低折射率孔的引入，纤芯的有效折射率要比介质材料3的折射率低得多。因而，为满足全内反射条件，包层区需要用很大的孔来降低包层的有效折射率，甚至根本无法满足全内反射条件；此外，由于纤芯和包层区的等效折射率比包层的背景材料的折射率小得多，这样在短波长区，光容易被束缚在纤芯与包层的交界处，而不是在纤芯中传输。

此外，如果纤芯的有效折射率比介质材料3高太多，同样也会导致光纤中高阶模的出现。因而，纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率之差的绝对值不能太大，一般应小于10^-2，典型值在5×10^-3以内。

我们所提出的新型光纤，完全可采用与普通光子晶体光纤相类似的制造方法来获得，而且结构灵活，性能优良，可以广泛应用于制作各种光纤器件及光传输、光传感等领域，具有良好的应用前景和经济效益。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的横截面示意图

图2为图1所示光纤的纤芯示意图

图3为本发明的第二种实施例的横截面示意图

图4为本发明的第三种实施例的横截面示意图

图5为图4所示光纤的纤芯示意图

图6为本发明的第四种实施例的横截面示意图

图7为图6所示光纤的纤芯示意图

图8为图1所示光纤的纤芯的堆积示意图

图9为图1所示光纤的堆积示意图

图10为本发明的第六种实施例横截面示意图

图11为图10所示光纤的放大示意图

图12为图1所示光纤的堆积方法示意图

图13为图1所示光纤的另一种堆积方法示意图

图14为光纤预制棒中的空气隙消除方法示意图

具体实施方式

实施例一：

图1为具有高双折射及大模场特性的微结构芯光纤的横截面示意图，图2为此光纤的纤芯结构的放大的示意图。该光纤的纤芯由纤芯区的介质材料1和空气孔2组成，其中空气孔排列成矩形，从而使纤芯具有二阶对称性。包层区的孔4也为空气孔。纤芯的直径取7.44μm，纤芯区的空气孔2的纵向间距取0.93μm，横向取0.537μm，即当光波长为1.55μm时，对应的间距分别是0.6和0.35个光波长。空气孔的直径取为0.242μm。包层中的空气孔间距取为9.3μm，空气孔直径取为3.72μm。以纯石英及掺杂的石英(如掺GeO₂)分别作为光纤包层介质材料3与纤芯的介质材料1，并且使纤芯的介质材料1的折射率n₁比纯石英n₃的折射率高3％。所得光纤的纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/8，纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差小于4×10^-3，纤芯的有效折射率比包层的有效折射率大1×10^-3以上。光纤的双折射大于10^-3，光波长为1.55μm时模场面积可大于100μm²，即模场直径可大于10μm。当包层中孔为4层及以上时，在很宽的波长范围内，光纤基模的泄露损耗都小于0.1dB/km。

实施例二：

图3为具有大模场、单偏振特性的微结构芯光纤的横截面示意图。该光纤的纤芯由纤芯区的介质材料1和空气孔2组成，其中空气孔排列成矩形，从而使纤芯具有二阶对称性。包层区的孔4也为空气孔。纤芯区的直径取10.54μm，纤芯区空气孔2的纵向间距取1.054μm，横向取0.609μm，即当光波长为1.55μm时，对应的间距分别是0.68和0.39个光波长。空气孔的直径取为0.274μm。包层中的空气孔间距为10.54μm，空气孔直径取为4.216μm。以纯石英及掺杂的石英(如掺GeO₂)分别作为光纤包层介质材料3与纤芯的介质材料1，并且使纤芯的介质材料1的折射率n₁比纯石英n₃的折射率高3％。所得光纤的纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/10，纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差小于2×10^-3，纤芯的有效折射率比包层的有效折射率大1×10^-3以上。利用纤芯在两个偏振方向上的有效折射率相差较大这个特点，合理选择纤芯及包层的结构参数，可以使光纤的其中一个方向的线性偏振模由于对应的纤芯的有效折射率较高，而类似于空气孔辅助光纤(Hole-assisted optical fibers)，从而泄露损耗很小。而与其正交的那一个线性偏振模由于其有效折射率较低，必须由包层的空气孔来束缚光，由于包层中仅有一圈空气孔，在这种情况下此偏振模将由于泄露损耗过大而无法传输。光纤在光波长为1.55μm时模场面积可大于100μm²，单偏振传输带宽在100nm以上。在传输波长范围内模式的泄露损耗小于0.1dB/km，而与它正交的偏振模的传输损耗则大于20dB/m。值得指出的是：如果包层中完全没有孔的存在，则此偏振模在不能满足全内反射条件的情况下将同样无法在光纤中传输；而另一偏振模对应的纤芯的有效折射率如果足够高的话，则它仍然能够满足全内反射条件而可以在光纤中传输。

实施例三：

图4为具有高双折射及大模场特性的微结构实芯光纤的横截面示意图，图5为此光纤纤芯的放大示意图。该光纤的纤芯由纤芯区的介质材料1和填充到孔2中的另一种固体材料所组成，其中孔2排列成矩形，但纵向的孔与孔之间是相连的，这样可以使孔的总面积与纤芯总面积的比值比较大，从而使纤芯具有较高的双折射。包层区的孔4为空气孔。纤芯区的直径取9.3μm，纤芯区孔的纵向间距取0.93μm，横向取0.537μm，即当光波长为1.55μm时，对应的间距分别是0.6和0.35个光波长。孔的直径取为0.537μm。包层中的空气孔间距取为9.3μm，空气孔直径取为2.79μm。以纯石英及掺GeO₂的石英分别作为光纤包层介质材料3与纤芯的介质材料1，并且使纤芯的介质材料1的折射率n₁比纯石英n₃的折射率高1.2％。同时，纤芯中的孔由掺杂的石英(如掺氟)组成，其折射率比纯石英折射率低1.5％。所得光纤的纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/10。纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差小于1×10^-3，纤芯的有效折射率比包层的有效折射率大1×10^-3以上。光纤的双折射可大于10^-4，光波长为1.55μm时的模场面积可大于100μm²。当包层中孔为5层及以上时，在很宽的波长范围内，光纤基模的泄露损耗都小于0.1dB/km。由于纤芯是实芯的，且纤芯的背景折射率要高于包层的背景折射率，因而这种光纤与普通光纤的连接会比较容易。同时，因为纤芯中不存在空气孔，因而在制造上也会比较容易。

实施例四：

图6为具有高双折射及大模场特性的微结构实芯光纤的又一横截面示意图，图7为此光纤纤芯的放大示意图。该光纤的纤芯由纤芯区的介质材料1和填充到孔2中的另一种固体材料所组成，其中空气孔排列成矩形，但纵向的孔与孔之间是相连的，这样可以使孔的总面积与纤芯总面积的比值比较大，从而使纤芯具有较高的双折射。包层区的孔4为空气孔。纤芯区的直径取10.85μm，纤芯区孔的纵向间距取1.085μm，横向取0.626μm，即当光波长为1.55μm时，对应的间距分别是0.7和0.4个光波长。孔的直径取为0.626μm。包层中的空气孔间距取为10.85μm，空气孔直径取为3.255μm。以纯石英及掺GeO₂的石英分别作为光纤包层介质材料3与纤芯的介质材料1，并且使纤芯的介质材料1的折射率n₁比纯石英n₃的折射率高1.7％。同时，纤芯中的孔由掺杂的石英(如掺氟)组成，其折射率比纯石英折射率低2.0％。所得光纤的纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/15，纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差小于1×10^-3，纤芯的有效折射率比包层的有效折射率大1×10^-3以上。光纤的双折射可大于10^-4，光波长为1.55μm时的模场面积大于150μm²。当包层中孔为5层及以上时，在很宽的波长范围内，光纤基模的泄露损耗都小于0.1dB/km。由于纤芯是实芯的，且纤芯的背景折射率要高于包层的背景折射率，因而这种光纤与普通光纤的连接会比较容易。同时，因为纤芯中不存在空气孔，因而在制造上也会比较容易。

实施例五：

图8为具有高双折射及大模场特性的微结构实芯光纤的又一横截面示意图，图9为此光纤纤芯的放大示意图。以纯石英及掺GeO₂的石英分别作为光纤包层介质材料3与纤芯的介质材料1，并且使纤芯的介质材料1的折射率n₁比纯石英n₃的折射率高1.1％。同时，孔2中填充掺杂的石英(如掺氟)，其折射率比纯石英折射率低1.5％。该光纤纤芯中的孔排列成矩形，但纵向的孔与孔之间是相连的，这样可以使孔的总面积与纤芯总面积的比值比较大，从而使纤芯具有较高的双折射。纤芯可通过两种不同折射率的介质棒由常规的堆积法组成，并在介质棒之间的间隙孔也填充介质材料1。与前面结构相比，由于纤芯与包层的边界处的高折射率的介质材料1所占面积减少，且左右两侧由低折射率的介质组成，因而可避免在纤芯边缘处形成高阶模。纤芯区孔2的纵向间距取1.86μm，横向取1.074μm，即当光波长为1.55μm时，对应的间距分别是1.2和0.693个光波长。孔的直径取为0.693μm。包层区的孔4为空气孔，孔间距取为18.6μm，空气孔直径取为7.44μm。所得光纤的纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/10，纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差小于1×10^-3，纤芯的有效折射率比包层的有效折射率大3×10^-4以上。光纤的双折射大于10^-4，光波长为1.55μm时的模场面积大于400μm²。当包层中孔为5层及以上时，在很宽的波长范围内，光纤基模的泄露损耗都小于0.1dB/km。由于纤芯是实芯的，且纤芯的背景折射率要高于包层的背景折射率，因而这种光纤与普通光纤的连接会比较容易。同时，因为纤芯中不存在空气孔，因而在制造上也会比较容易。

实施例六：

图10为具有高双折射及大模场特性的微结构实芯光纤的又一横截面示意图，图11为此光纤纤芯的放大示意图。以纯石英及掺氟的石英分别作为光纤包层介质材料3与纤芯的介质材料1，并且使纤芯的介质材料1的折射率n₁比纯石英n₃的折射率低1.4％。同时，孔2中填充掺杂GeO₂的石英，其折射率比纯石英折射率高1.5％。该光纤的纤芯中的孔排列成矩形，但纵向的孔与孔之间是相连的，这样可以使孔的总面积与纤芯总面积的比值比较大，从而使纤芯具有较高的双折射。纤芯可通过两种不同折射率的介质棒由常规的堆积法组成，并在介质棒之间的间隙孔也填充介质材料1。与前面结构相比，由于纤芯与包层的边界处的高折射率的介质材料1所占面积减少，且左右两侧由低折射率的介质组成，因而可避免在纤芯边缘处形成高阶模。纤芯区孔2的纵向间距取1.395μm，横向取0.805μm，即当光波长为1.55μm时，对应的间距分别是0.9和0.520个光波长，孔2的直径取为0.805μm。包层区的孔4为空气孔，孔间距取为13.95μm，空气孔直径取为5.58μm。所得光纤的纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/10，纤芯的有效折射率与介质材料3的折射率差小于1×10^-3，纤芯的有效折射率比包层的有效折射率大3×10^-4以上。光纤的双折射大于10^-4，光波长为1.55μm时的模场面积大于100μm²。当包层中孔为5层及以上时，在很宽的波长范围内，光纤基模的泄露损耗都小于0.1dB/km。由于纤芯是实芯的，且纤芯的背景折射率要高于包层的背景折射率，因而这种光纤与普通光纤的连接会比较容易。同时，因为纤芯中不存在空气孔，因而在制造上也会比较容易。

制造以上结构的光纤，完全可以采用已有的制造方法进行。如按常规的堆积-拉丝法制作光纤时，对于如图1所示光纤，可采用如图12所示的方法堆积来使纤芯中的孔排列为矩形结构。其中，毛细管5与实芯棒6间隔排列，管与棒之间的间隙7可加入小的实芯棒来消除间隙孔，也可采用将毛细管与实芯棒打磨成正六边形的方法来避免间隙孔的出现。为了避免预制棒直径过大，也可分两步进行：可采用堆积-拉丝法，制造出微结构纤芯。其堆积方法可如图13所示，即将所有的毛细管8和实芯棒9都放入到一根大的空芯管10中。空芯管10所用材料与包层的背景材料相同。同样可以采用前述的方法来消除间隙孔11和12。然后，在经拉丝塔中拉丝获得直径为一般为几个mm的微结构。再将它作为图12中所示的光纤预制棒中的纤芯13，与毛细管14一起放入到一个大的空芯管15中，经再次拉丝而获得最终所需的光纤结构。也可以在获得的光纤外部再套上空芯管，再次拉丝以获得孔间距更小的光纤结构。空芯管15所用材料与包层的背景材料3相同。图14所示的光纤预制棒中的空气隙同样也通过加入小的实芯棒来消除或将毛细管与实芯棒打磨成正六边形的方法来避免间隙孔的出现。

上述附图仅为说明性示意图，并不对本发明的保护范围形成限制。

Claims (7)

1、一种微结构保偏光纤，由纤芯和包层组成，其特征在于：纤芯由纤芯介质材料(1)和周期排列的纤芯孔(2)所组成，且纤芯区孔的间距小于包层区孔的间距；当包层由包层介质材料(3)利周期排列在包层介质材料(3)中的包层孔(4)组成时，纤芯介质材料(1)、纤芯孔(2)、包层介质材料(3)、包层孔(4)的折射率n₁，n₂，n₃，n₄之间关系为n₃＞n₄且n₁＞n₃＞n₂；或是n₃＞n₄且n₂＞n₃＞n₁。

2、根据权利要求1所述的一种微结构保偏光纤，其特征在于：纤芯区孔的间距为0.2～2个光波长，光波长为1.55微米。

3、根据权利要求1所述的一种微结构保偏光纤，其特征在于：纤芯介质材料(1)采用掺杂的石英；包层介质材料(3)采用纯石英；纤芯孔(2)所用材料为空气或用掺杂的石英。

4、根据权利要求1所述的一种微结构保偏光纤，其特征在于：纤芯介质材料(1)采用掺杂的石英；包层介质材料(3)采用纯石英；纤芯孔(2)所用材料为空气或用掺杂的石英；包层孔(4)所用材料为空气。

5、根据权利要求1所述的一种微结构保偏光纤，其特征在于：纤芯孔(2)的横截面为圆形、椭圆形、矩形或六角形形状。

6、根据权利要求1所述的一种微结构保偏光纤，其特征在于：纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值在1/3～1/40之间。

7、根据权利要求1所述的一种微结构保偏光纤，其特征在于：纤芯区孔的间距与包层区孔的间距比值为1/5～1/15。

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