CN110208901A - 一种空芯反谐振光纤 - Google Patents

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程佳
司马朝坦
王力东
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Abstract

本发明公开了一种空芯反谐振光纤，本发明公开了一种空芯反谐振光纤，该反谐振光纤结构包括纤芯、内包层和外包层。纤芯处由低折射率的空气填充，内包层由一层结构的毛细管组成，每个毛细管采用高、低折射率导光材料交替的结构，外包层采用高折射率的二氧化硅。本发明空芯反谐振光纤具备传输损耗低，色散平坦、单模传输特点，且制备效率高。

Description

一种空芯反谐振光纤
技术领域
本发明属于反谐振光纤制备技术领域，尤其涉及一种空芯反谐振光纤。
背景技术
近年来，空芯反谐振光纤的研究受到广泛的关注。最早关于这类光纤研究的是2002年英国巴斯大学Benabid提出的Kagome包层结构的反谐振光纤，该光纤包层是周期性排列的空气孔，但其并不具备光子晶体光纤的完整带隙特性，因此其与光子晶体光纤的带隙导光机理完全不同。
空芯反谐振光纤是通过纤芯周围的石英薄壁的反谐振作用及包层与纤芯之间的抑制耦合作用来进行导光的。平面波导的反谐振反射波导(ARROW)理论模型可以应用在空芯反谐振光纤中。当反谐振光纤的石英壁厚度t一定时，传输波长满足时，m为整数，n为石英折射率，光在石英中发生谐振，泄漏到包层外，其余波长的光被反射回纤芯中传输。
目前，现有的空芯反谐振光纤包层结构为单圈无节点结构，其包层一般是一圈没有接触的薄壁毛细管组成。空芯反谐振光纤相比传统的光子晶体带隙光纤，具有传输带宽更宽的优势，但其限制损耗却相对较高。因此，希望找到一种损耗更低而又结构简单的空芯反谐振光纤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种空芯反谐振光纤，本发明空芯反谐振光纤具备传输损耗低，色散平坦、单模传输的特点，且制备效率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种空芯反谐振光纤，包括纤芯、内包层和外包层，纤芯处由空气填充，内包层由毛细管组成，每个毛细管采用高、低折射率导光材料交替的结构，外包层采用高折射率材料，可选取二氧化硅。
按上述技术方案，每个毛细管采用两层高、低折射率材料交替的结构。
按上述技术方案，每个毛细管采用三层高、低、高折射率材料交替的结构。
按上述技术方案，毛细管的高、低折射率导光材料的相对折射率差为0.01-0.06。
按上述技术方案，高、低折射率导光材料管壁厚度与工作波长在同一数量级，范围为0.1-2um。
按上述技术方案，每个毛细管的高、低折射率导光材料层的直径相等。
按上述技术方案，内包层由一层结构的毛细管组成。
按上述技术方案，内包层每层由5至8个毛细管均匀布置组成。
按上述技术方案，毛细管中的高折射率导光材料采用掺锗二氧化硅或者二氧化硅，低折射率导光材料采用二氧化硅或者掺氟二氧化硅。
按上述技术方案，每个毛细管的高、低折射率导光材料交替的结构均同轴，每个毛细管采用的结构是一个或多个高、低折射率导光材料交替的结构。
本发明产生的有益效果是：本发明空芯反谐振光纤具备传输损耗低，色散平坦、单模传输的特点，且制备效率高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例中两层高、低折射率空芯反谐振光纤横截面结构示意图；
图2为本发明实施例中三层高、低、高折射率空芯反谐振光纤横截面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例空芯反谐振光纤横截面结构示意图，包括纤芯1、内包层2和外包层3。纤芯1处由低折射率的空气填充，内包层2由一层结构的毛细管组成，每个毛细管采用高、低折射率导光材料交替的结构，外包层3采用高折射率的二氧化硅。
在本实施例中，内包层区2有六个毛细管。图1每个毛细管采用两层高、低折射率导光材料交替的结构。图2每个毛细管采用三层高、低、高折射率材料交替的结构。毛细管内的高、低折射率导光材料的结构选择合适的参数(材料折射率，毛细管壁厚)，可以有效降低反谐振光纤的限制损耗。
毛细管的高、低折射率导光材料的相对折射率差为0.01-0.06，高、低折射率导光材料管壁厚度与工作波长在同一数量级，范围为0.1-2um。每个毛细管的高、低折射率导光材料层的直径相等，内包层每层由6个毛细管均匀布置组成。毛细管中的高折射率导光材料采用掺锗二氧化硅或者二氧化硅，低折射率导光材料采用二氧化硅或者掺氟二氧化硅。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种空芯反谐振光纤，其特征在于，包括纤芯、内包层和外包层，纤芯处由空气填充，内包层由毛细管组成，每个毛细管采用高、低折射率导光材料交替的结构，外包层采用高折射率材料。
2.根据权利要求1所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，每个毛细管采用两层高、低折射率材料交替的结构。
3.根据权利要求1所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，每个毛细管采用三层高、低、高折射率材料交替的结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，毛细管的高、低折射率导光材料的相对折射率差为0.01-0.06。
5.根据权利要求1或2或3所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，高、低折射率导光材料管壁厚度与工作波长在同一数量级，范围为0.1-2um。
6.根据权利要求5所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，每个毛细管的高、低折射率导光材料层的直径相等。
7.根据权利要求1或2或3所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，内包层由一层结构的毛细管组成。
8.根据权利要求1或2或3所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，内包层每层由5至8个毛细管均匀布置组成。
9.根据权利要求1或2或3所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，毛细管中的高折射率导光材料采用掺锗二氧化硅或者二氧化硅，低折射率导光材料采用二氧化硅或者掺氟二氧化硅。
10.根据权利要求1或2或3所述的空芯反谐振光纤，其特征在于，每个毛细管的高、低折射率导光材料交替的结构均同轴，每个毛细管采用的结构是一个或多个高、低折射率导光材料交替的结构。
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