CN108594360A - 一种填充液体的双芯光子晶体光纤 - Google Patents
一种填充液体的双芯光子晶体光纤 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108594360A CN108594360A CN201810653318.8A CN201810653318A CN108594360A CN 108594360 A CN108594360 A CN 108594360A CN 201810653318 A CN201810653318 A CN 201810653318A CN 108594360 A CN108594360 A CN 108594360A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- airport
- covering
- fibre core
- cross
- airports
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 241000218202 Coptis Species 0.000 claims description 10
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 18
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02042—Multicore optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/032—Optical fibres with cladding with or without a coating with non solid core or cladding
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/032—Optical fibres with cladding with or without a coating with non solid core or cladding
- G02B2006/0325—Fluid core or cladding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
本发明涉及光纤技术领域，公开了一种填充液体的双芯光子晶体光纤。包括两条纤芯以及设置在两条纤芯外围的包层，在包层中沿包层的长度方向间隔设有多条空气孔，且多条空气孔在包层横截面上的投影成行分布，其中的奇数行空气孔包括横截面形状为圆形的多个第一空气孔，偶数行空气孔包括横截面形状为椭圆形的多个第二空气孔；在最接近包层横截面中心轴线的一行第一空气孔中且最接近包层中心的两个第一空气孔之间的包层部分形成第一纤芯，在最接近包层横截面中心轴线的另一行第一空气孔中且最接近包层中心的两个第一空气孔之间的包层部分形成第二纤芯。本发明具有短耦合长度和高消光比特性，非常适合制作偏振分束器和与偏振无关的耦合器。
Description
技术领域
本发明涉及光纤技术领域，具体的说是一种填充液体的双芯光子晶体光纤。
背景技术
光子晶体光纤作为一种新型的光纤，从诞生以来，就以其独特的性能、灵活的结构设计引起人们的高度重视。其无尽单模、大模场面积和高非线性等性质被广泛应用于光纤传感和光通信器件领域。随着光子晶体光纤研究的不断深入，基于光子晶体光纤的光通信器件被大量的报道，双芯光子晶体光纤正是其中的热点之一。双芯光子晶体光纤可作为光通信中的关键器件—偏振分束器。目前商用的分束器具有带宽窄、物理长 度较长、分光比较低等缺点，难以满足宽大、大容量的光通信网的需求。
发明内容
本发明旨在提供一种具有短耦合长度和高消光比特性的填充液体的双芯光子晶体光纤。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种填充液体的双芯光子晶体光纤，包括两条纤芯以及设置在两条纤芯外围的包层，在包层中沿包层的长度方向间隔设有多条空气孔，且多条空气孔在包层横截面上的投影成行分布，其中的奇数行空气孔包括横截面形状为圆形的多个第一空气孔，偶数行空气孔包括横截面形状为椭圆形的多个第二空气孔，且位于包层横截面中心轴线的一行空气孔均为第二空气孔；在最接近包层横截面中心轴线的一行第一空气孔中且最接近包层中心的两个第一空气孔之间的包层部分形成第一纤芯，在最接近包层横截面中心轴线的另一行第一空气孔中且最接近包层中心的两个第一空气孔之间的包层部分形成第二纤芯；第一纤芯和第二纤芯之间的多个第二空气孔中均设有填充液体，位于第一纤芯相背于包层横截面中心轴线一侧的一行第二空气孔中且最接近包层中心的两个第二空气孔之间插设有一个第一空气孔并设有填充金线，位于第二纤芯相背于包层横截面中心轴线一侧的一行第二空气孔中且最接近包层中心的两个第二空气孔之间插设有一个第一空气孔并设有填充金线。
优选的，第一空气孔的直径为d，位于第一纤芯和第二纤芯外部且同行的任意相邻两个第一空气孔的间距为∧，第一空气孔的相对孔间隔比为f，且f=d/∧，其中d=0.87μm，∧=1.18μm，f=0.74。
优选的，第二空气孔的长轴长度为a、短轴长度为b，椭圆率η=b/a，其中b=0.59μm，a=0.72μm，η=0.82。
优选的，第一空气孔和第二空气孔的折射率为1.0，包层材料的折射率为1.45，填充金线的折射率为1.09，填充液体的折射率为1.31。
优选的，第一纤芯和第二纤芯之间包含三个设有填充液体的第二空气孔。
优选的，空气孔的总行数为奇数。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有很超短的耦合长度和很高的消光比特性，非常适合制作偏振分束器和与偏振无关的耦合器，并具有带宽宽、物理长度较短、分光比较高等优点，满足宽大、大容量的光通信网的需求。
附图说明
图1为本发明的横截面示意图；
图2为本发明的的x-偏振方向与y-偏振方向耦合长度随波长的变化关系图；
图3 是本发明的归一化传输功率随传输距离的变化关系图；
图4 是本发明的消光比与波长的变化关系图；
图中标记：1、第一空气孔，2、第二空气孔，3、填充金线，4、第一纤芯，5、填充液体，6、第二纤芯，7、包层。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种填充液体5的双芯光子晶体光纤，包括两条纤芯以及设置在两条纤芯外围的包层7。包层7的横截面呈圆形，两条纤芯分布在靠近包层7中心并分别位于图1中包层7横截面水平中心轴线的上下两侧的位置。在包层7中沿包层7的长度方向间隔设有多条空气孔，多条空气孔在包层7横截面上的投影成行分布。如图1所示，本实施例中共包括奇数行的十一行空气孔，其中的奇数行空气孔包括横截面形状为圆形的多个第一空气孔1，偶数行空气孔包括横截面形状为椭圆形的多个第二空气孔2，位于包层7横截面水平中心轴线的一行空气孔为偶数行空气孔，均为椭圆形的第二空气孔2。
第二空气孔2的长轴长度为a、短轴长度为b，椭圆率η=b/a，其中b=0.59μm，a=0.72μm，η=0.82。第一空气孔1的直径为d，图1中除第五行和第七行的其他奇数行空气孔中，位于同行的任意相邻两个第一空气孔1的间距均为∧，第一空气孔1的相对孔间隔比为f，且f=d/∧，其中d=0.87μm，∧=1.18μm，f=0.74。
第五行中位于包层7横截面的竖直中心轴线两侧的两组第一空气孔1中任意相邻的两个第一空气孔1的间距仍为∧=1.18μm，左侧最右端的一个第一空气孔1和右侧最左端的一个第一空气孔1之间的间距较大，相当于按照原有第一空气孔1的排布间隔正常排布的情况下缺失了两个第一空气孔1，并由缺失的两个第一空气孔1所对应位置的包层7部分形成了本发明的第一纤芯4。同样的，在第七行的中部由缺失的两个第一空气孔1所对应位置的包层7部分形成了本发明的第二纤芯6。第一纤芯4和第二纤芯6以包层7水平中心轴线对称设置。
第一纤芯4的外缘被第六行空气孔中的三个第二空气孔2、第四行空气孔中的两个第二空气孔2以及第五空气孔中的两个第一空气孔1围绕，在上述三个第二空气孔2中设有填充液体5，在上述两个第二空气孔2中间的位置设有一个第一空气孔1并在该第一空气孔1中设有填充金线3。同样的，第二纤芯6的外缘空气孔以及填充物的设置与第一纤芯4对称设置。第一空气孔1和第二空气孔2的折射率为1.0，包层7材料的折射率为1.45，填充金线3的折射率为1.09，填充液体5的折射率为1.31。
在最接近包层7横截面中心轴线的一行第一空气孔1中且最接近包层7中心的两个第一空气孔1之间的包层7部分形成第一纤芯4，在最接近包层7横截面中心轴线的另一行第一空气孔1中且最接近包层7中心的两个第一空气孔1之间的包层7部分形成第一纤芯4；第一纤芯4和第二纤芯6之间的多个第二空气孔2中均设有填充液体5，位于第一纤芯4相背于包层7横截面中心轴线一侧的一行第二空气孔2中且最接近包层7中心的两个第二空气孔2之间插设有一个第一空气孔1并设有填充金线3，位于第二纤芯6相背于包层7横截面中心轴线一侧的一行第二空气孔2中且最接近包层7中心的两个第二空气孔2之间插设有一个第一空气孔1并设有填充金线3。
本实施例中，当∧=1.18μm，f=0.74时，采用光束传播法计算可得到本发明的X-偏振方向与Y-偏振方向的耦合长度Lx和Ly分别为0.002472mm、0.003285mm。当L=4Lx=3Ly=99μm时，可以实现两偏振光的分离，可以制作偏振分束器。当L=8Lx=6Ly时，两偏振光又在填充液体5的双芯光子晶体光纤的同一个纤芯中发生耦合，可以制作与偏振无关的耦合器。
本发明如图2所示的X-偏振方向与Y-偏振方向的耦合长度Lx和Ly分别为0.002472mm、0.003285mm。图3给出了，在波长1.55μm处，本发明的归一化功率随传输距离的变化关系，其中∧=1.18μm，f=0.74。从3图可以看出，当L=4Lx=3Ly=99μm时，从第一纤芯4入射基模模场光功率，经过一个光纤长度后，实现了X,Y-偏振光功率的分离。此时，X-偏振模场光功率处于第一纤芯4，而Y-偏振模场光功率完全可以进入第二纤芯6中，可以实现两偏振光的分离。
图4给所示，X-偏振和Y-偏振的归一化功率随波长呈现周期性变化。消光比为偏振分束器一个非常重要的参数指标，展现的是X,Y-偏振方向的光的分离效果，其消光比越大，分离效果越好。从图4可见，消光比达到-10dB时，本发明的带宽大约为32nm。
综上，本发明的填充液体5的双芯光子晶体光纤，具有超短的耦合长度和高的消光比特性，非常适合制作偏振分束器和与偏振无关的耦合器。
Claims (6)
1.一种填充液体的双芯光子晶体光纤，包括两条纤芯以及设置在两条纤芯外围的包层（7），其特征在于：在包层（7）中沿包层（7）的长度方向间隔设有多条空气孔，且多条空气孔在包层（7）横截面上的投影成行分布，其中的奇数行空气孔包括横截面形状为圆形的多个第一空气孔（1），偶数行空气孔包括横截面形状为椭圆形的多个第二空气孔（2），且位于包层（7）横截面中心轴线的一行空气孔均为第二空气孔（2）；在最接近包层（7）横截面中心轴线的一行第一空气孔（1）中且最接近包层（7）中心的两个第一空气孔（1）之间的包层（7）部分形成第一纤芯（4），在最接近包层（7）横截面中心轴线的另一行第一空气孔（1）中且最接近包层（7）中心的两个第一空气孔（1）之间的包层（7）部分形成第二纤芯（6）；第一纤芯（4）和第二纤芯（6）之间的多个第二空气孔（2）中均设有填充液体（5），位于第一纤芯（4）相背于包层（7）横截面中心轴线一侧的一行第二空气孔（2）中且最接近包层（7）中心的两个第二空气孔（2）之间插设有一个第一空气孔（1）并设有填充金线（3），位于第二纤芯（6）相背于包层（7）横截面中心轴线一侧的一行第二空气孔（2）中且最接近包层（7）中心的两个第二空气孔（2）之间插设有一个第一空气孔（1）并设有填充金线（3）。
2.根据权利要求1所述的一种填充液体的双芯光子晶体光纤，其特征在于：第一空气孔（1）的直径为d，位于第一纤芯（4）和第二纤芯（6）外部且同行的任意相邻两个第一空气孔（1）的间距为∧，第一空气孔（1）的相对孔间隔比为f，且f=d/∧，其中d=0.87μm，∧=1.18μm，f=0.74。
3.根据权利要求1所述的一种填充液体的双芯光子晶体光纤，其特征在于：第二空气孔（2）的长轴长度为a、短轴长度为b，椭圆率η=b/a，其中b=0.59μm，a=0.72μm，η=0.82。
4.根据权利要求1所述的一种填充液体的双芯光子晶体光纤，其特征在于：第一空气孔（1）和第二空气孔（2）的折射率为1.0，包层（7）材料的折射率为1.45，填充金线（3）的折射率为1.09，填充液体（5）的折射率为1.31。
5.根据权利要求1所述的一种填充液体的双芯光子晶体光纤，其特征在于：第一纤芯（4）和第二纤芯（6）之间包含三个设有填充液体（5）的第二空气孔（2）。
6.根据权利要求1所述的一种填充液体的双芯光子晶体光纤，其特征在于：空气孔的总行数为奇数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810653318.8A CN108594360B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种填充液体的双芯光子晶体光纤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810653318.8A CN108594360B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种填充液体的双芯光子晶体光纤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108594360A true CN108594360A (zh) | 2018-09-28 |
| CN108594360B CN108594360B (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=63633974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810653318.8A Active CN108594360B (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种填充液体的双芯光子晶体光纤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108594360B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109324370A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-12 | 四川航天系统工程研究所 | 一种光子晶体光纤耦合器 |
| CN109596206A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-09 | 武汉理工大学 | 基于液体填充光子晶体光纤的振动传感器 |
| CN110879438A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 燕山大学 | 一种保偏色散补偿微结构光纤 |
| CN111999798A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-11-27 | 宝鸡文理学院 | 一种填充乙醇液体的高灵敏度太赫兹光子晶体光纤传感器 |
| CN112230333A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-15 | 北京邮电大学 | 一种空气孔镀金膜的v型双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN112230328A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-15 | 北京邮电大学 | 一种基于金填充的超短双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN113625389A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-09 | 中国地质大学（武汉） | 线缺陷排列空气孔和金线引入的单模单偏振光子晶体光纤 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030190129A1 (en) * | 2000-08-25 | 2003-10-09 | Ian Bassett | Optical waveguide fibre |
| CN102243113A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-11-16 | 天津大学 | 波长可调谐的光子晶体光纤光栅温度传感器 |
| CN104101944A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-15 | 天津理工大学 | 一种铅硅酸盐玻璃双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN104111493A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-22 | 天津理工大学 | 一种高双折射平坦色散双芯光子晶体光纤及其制备方法 |
| CN106990474A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-07-28 | 北京交通大学 | 一种可调谐单芯光子晶体光纤spr单偏振波长分裂器 |
-
2018
- 2018-06-22 CN CN201810653318.8A patent/CN108594360B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030190129A1 (en) * | 2000-08-25 | 2003-10-09 | Ian Bassett | Optical waveguide fibre |
| CN102243113A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-11-16 | 天津大学 | 波长可调谐的光子晶体光纤光栅温度传感器 |
| CN104101944A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-15 | 天津理工大学 | 一种铅硅酸盐玻璃双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN104111493A (zh) * | 2014-07-11 | 2014-10-22 | 天津理工大学 | 一种高双折射平坦色散双芯光子晶体光纤及其制备方法 |
| CN106990474A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-07-28 | 北京交通大学 | 一种可调谐单芯光子晶体光纤spr单偏振波长分裂器 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109324370A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-12 | 四川航天系统工程研究所 | 一种光子晶体光纤耦合器 |
| CN109596206A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-09 | 武汉理工大学 | 基于液体填充光子晶体光纤的振动传感器 |
| CN110879438A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 燕山大学 | 一种保偏色散补偿微结构光纤 |
| CN111999798A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-11-27 | 宝鸡文理学院 | 一种填充乙醇液体的高灵敏度太赫兹光子晶体光纤传感器 |
| CN111999798B (zh) * | 2020-09-11 | 2023-02-24 | 宝鸡文理学院 | 一种填充乙醇液体的高灵敏度太赫兹光子晶体光纤传感器 |
| CN112230333A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-15 | 北京邮电大学 | 一种空气孔镀金膜的v型双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN112230328A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-15 | 北京邮电大学 | 一种基于金填充的超短双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN112230328B (zh) * | 2020-10-29 | 2021-09-17 | 北京邮电大学 | 一种基于金填充的超短双芯光子晶体光纤偏振分束器 |
| CN113625389A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-09 | 中国地质大学（武汉） | 线缺陷排列空气孔和金线引入的单模单偏振光子晶体光纤 |
| CN113625389B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-08-30 | 中国地质大学（武汉） | 线缺陷排列空气孔和金线引入的单模单偏振光子晶体光纤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108594360B (zh) | 2023-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108594360A (zh) | 一种填充液体的双芯光子晶体光纤 | |
| JP5782104B2 (ja) | マルチコアファイバへの低損失でモードフィールドが整合された結合のための方法、および装置 | |
| WO2013051485A1 (ja) | 偏波保持マルチコア光ファイバ | |
| CN108415121B (zh) | 一种高双折射双芯光子晶体光纤偏振分束器 | |
| CN101126828A (zh) | 二维完全带隙光子晶体偏振和消偏振分束器 | |
| CN111061011A (zh) | 一种改进型单模光纤与多芯光纤耦合器及其制备方法 | |
| CN103913801A (zh) | 一种新型光子晶体光纤 | |
| CN208969268U (zh) | 一种渐变折射率分布六芯强耦合两模光纤 | |
| CN106707405A (zh) | 高双折射大芯径多孔芯光子晶体光纤 | |
| CN103197371B (zh) | 双折射光子晶体光纤 | |
| CN208239659U (zh) | 一种填充液体的双芯光子晶体光纤 | |
| CN212276022U (zh) | 一种高双折射低限制性损耗光子晶体光纤 | |
| CN208207272U (zh) | 一种高双折射双芯光子晶体光纤偏振分束器 | |
| CN110568545B (zh) | 光子晶体光纤偏振滤波器 | |
| CN104101944A (zh) | 一种铅硅酸盐玻璃双芯光子晶体光纤偏振分束器 | |
| CN109254348A (zh) | 一种填充液体和钛线的双芯光子晶体光纤偏振分束器 | |
| CN101694536B (zh) | 一种光子晶体光纤耦合器的制作方法 | |
| CN209028246U (zh) | 一种填充液体和钛线的双芯光子晶体光纤偏振分束器 | |
| KR101449656B1 (ko) | 다중 코어 광섬유를 이용한 광소자 및 이를 이용한 광신호의 분할 또는 결합 방법 | |
| CN114035262B (zh) | 一种空气孔填充液晶的菱形双芯光子晶体光纤偏振分束器 | |
| CN105116486A (zh) | 八边形光子晶体光纤偏振分束器 | |
| WO2022029871A1 (ja) | 光ファイバ | |
| US20170199332A1 (en) | Three-dimensional space-division y-splitter for multicore optical fibers | |
| CN109696724B (zh) | 一种渐变式光子晶体保偏光纤 | |
| CN209311732U (zh) | 一种渐变式光子晶体保偏光纤 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |