CN111095059A - 反谐振空芯预制件和光纤以及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于反谐振空芯光纤的预制件(10)，该预制件包括：具有内表面和中心纵向轴线(24)的外护套管(12)；在围绕外护套管(12)的内表面的预定周边位置处间隔开的多个反谐振包层管(14)，每个反谐振包层管(14)与内表面接触，使得每个反谐振包层管(14)的中心纵向轴线(26)在距外护套管(12)的中心纵向轴线(24)第一径向距离处；与反谐振包层管(14)交替设置的多个间隔元件(22)，每个间隔元件在一个或更多个接触点(28)处与两个相邻的反谐振包层管(14)中的每一个反谐振包层管的外表面接触，接触点(28)在距外护套管(12)的中心纵向轴线(24)第二径向距离处，第二径向距离大于第一径向距离。

Description

反谐振空芯预制件和光纤以及制造方法

技术领域

本发明涉及光纤，特别是反谐振空芯光纤，以及由预制件制造这种光纤的方法。

背景技术

光纤包括被称为中空光纤的一种光纤，所述中空光纤包括呈被包层围绕的中心空隙形式的光导纤芯，该包层包括由纵向毛细管构成的结构化布置。空芯光纤可根据其光导机制被分类为：中空光子带隙光纤，其中包层包括许多毛细管的规则阵列，从所述规则排列中排除中心组来限定纤芯；反谐振空芯光纤，其包括负曲率光纤，在其中的一个子集中，较少数量的毛细管围绕着限定纤芯的中心空间结合到较大护套管的内表面。

迄今为止，中空光子带隙光纤显示出较低的光传输损耗，尽管这是以小的可用光带宽为代价的。相反，反谐振空芯光纤可以具有大得多的带宽，但通常具有较高的损耗。

负曲率类型的反谐振空芯光纤可以由玻璃、聚合物或其他光学材料制成。固定在较大护套管的内表面周围的许多圆形或其他形状的细管或毛细管的结构形成了一个中心空芯区域，在该中心空芯区域中，可以通过来自周围管壁的反谐振以及空气引导光学模式与管引导光学模式之间的低重叠的联合作用来引导光[1]。

这些光纤的早期实现包括围绕护套的内表面相互接触的一圈管[2]。随后的研究表明，可以通过将管间隔开以消除相邻管之间的任何接触来改善光学性能。这种结构消除了在管之间的接触点处引起的光学节点，这些光学节点趋于引起在光纤的传输光谱内导致高损耗峰的不期望谐振[3]。因此，这些光纤可被称为“无节点”反谐振负曲率光纤。进一步的发展表明，通过添加嵌套在现有管内的另外的更小的管可以使得光学损耗降低几个数量级[4，5]。具有这种结构的光纤可被称为“嵌套式反谐振无节点光纤(NANF)”。

与具有节点的结构(其中一圈管处于接触状态)相比，这些不同无节点结构的建模和模拟确实显示出显著改善的光损耗特性。但是，这些模型基于理想化且完全对称的光纤结构，其中管的大小、间距和厚度是最佳的。特别地，无节点光纤中的低损耗需要在间隔开的管之间存在小且均匀的间隔。较大的间隔通过使引导光更容易从纤芯逸出而增大损耗，而封闭的间隙(零间隔)则通过引入节点而增大损耗。实验表明，在实践中难以实现所需的规则结构。

光纤由预制件制成，该预制件可以以大得多的比例复制光纤的期望的横截面结构。加热预制件并牵拉软化的结构以将其拉伸成期望的光纤，从而将横截面结构的相关特征保持减到大大减小的直径。对于无节点的光纤，当试图获得具有薄壁和管小间距的规则结构时，由于难以拉制包括仅与外护套接触的管的预制件，会出现问题。

这由许多原因造成。首先，管与外护套的内表面仅具有小的方位角接触点。当玻璃软化时，在拉制过程中出现的基本流体动力学机制意味着管倾向于围绕该接触点轻微转动并且甚至可能以无法控制的方式在其任一侧急剧翻转。其次，在管中存在不可避免的制造误差(诸如弓形、椭圆形和扭曲)意味着抵靠外护套内表面的接触线并不总是沿预制件的长度方向笔直，也不平行于其他管的接触线。最后，在拉制过程中施加压力以使管膨胀(inflate)以减小壁厚与直径之比的过程趋于加大小且不可避免的初始差异，诸如管与管的变化或外径的纵向变化。因此，总的来说，管的位置以及管的直径和厚度都可能偏离成品光纤的理想状态。因此，预期的光学性能可能是无法实现的。

因此，关注对光纤制造的改进，以期获得低损耗的反谐振空芯光纤。

发明内容

在所附的权利要求中提出多个方面和实施例。

根据本文描述的某些实施例的第一方面，提供了一种用于反谐振空芯光纤的预制件，该预制件包括：具有内表面和中心纵向轴线的外护套管；多个反谐振包层管，所述多个反谐振包层管在外护套管的内表面周围的预定周边位置处间隔开，每个反谐振包层管与内表面接触，使得每个反谐振包层管的中心纵向轴线在距外护套管的中心纵向轴线第一径向距离处；多个间隔元件，所述多个间隔元件与反谐振包层管交替设置，并且每个间隔元件在一个或多个接触点处与两个相邻的反谐振包层管中的每一个反谐振包层管的外表面接触，这些接触点在距外护套管的中心纵向轴线第二径向距离处，第二径向距离大于第一径向距离。

根据本文描述的某些实施例的第二方面，提供了一种由根据第一方面的预制件拉制的用于反谐振空芯光纤的中间纤杆件。

根据本文描述的某些实施例的第三方面，提供了一种由根据第一方面或第二方面的预制件拉制的反谐振空芯光纤。

根据本文描述的某些实施例的第四方面，提供了一种反谐振空芯光纤，所述反谐振空芯光纤包括：包层，所述包层包括：具有内表面和中心纵向轴线的管状外护套；多个反谐振包层毛细管，所述多个反谐振包层毛细管围绕外护套管的内表面间隔开，每个反谐振包层毛细管在预定周边位置处结合到内表面，使得每个包层管的中心纵向轴线在距管状外护套的中心纵向轴线第一径向距离处；多个间隔元件，所述多个间隔元件与反谐振包层毛细管交替设置，并且每个间隔元件在一个或多个接触点处结合到两个相邻的反谐振包层毛细管中的每一个反谐振包层毛细管的外表面，接触点在距管状外护套的中心纵向轴线第二径向距离处；芯部，所述芯部包括由反谐振包层毛细管的外表面的向内部分所界定的中心空隙。

根据本文描述的某些实施例的第五方面，提供了一种制造用于反谐振空芯光纤的预制件的方法，该方法包括：在具有内表面和中心纵向轴线的外护套管内部的预定周边位置处提供多个反谐振包层管，使得反谐振包层管围绕内表面间隔开，并且每个反谐振包层管与内表面接触，使得每个反谐振包层管的中心纵向轴线在距外护套管的中心纵向轴线第一径向距离处；与反谐振包层管交替地提供多个间隔元件，并且每个间隔元件在一个或多个接触点处与两个相邻的反谐振包层管中的每一个反谐振包层管的外表面接触，这些接触点在距外护套管的中心纵向轴线第二径向距离处，第二径向距离大于第一径向距离；以及可选地，将反谐振包层管和间隔元件在外护套管内固定到位。

根据本文描述的某些实施例的第六方面，提供了一种制造反谐振空芯光纤的方法，该方法包括：根据第五方面的方法制造预制件；和将预制件拉制成光纤。

根据本文描述的某些实施例的第七方面，提供了一种制造用于反谐振空芯光纤的中间纤杆件的方法，该方法包括：根据第五方面的方法制造预制件；和将预制件拉制成中间纤杆件。

在所附的独立和从属权利要求中提出某些实施例的这些和其他方面。应当理解的是，从属权利要求的特征可以彼此组合，并且可以与除了在权利要求中明确提出的那些组合之外的独立权利要求的特征进行组合。此外，本文描述的方法不限于诸如以下提出的特定实施例，而是包括并预期本文呈现的特征的任何适当组合。例如，可以根据本文所述的方法提供用于反谐振空芯光纤的预制件、反谐振空芯光纤或用于制造这些光纤和预制件的方法，本文所述的方法包括以下适当描述的各种特征中的任何一个或多个。

附图说明

为了更好地理解本发明并且示出如何可以实现本发明，现在通过示例的方式来参考附图，附图中：

图1示出了根据现有技术的示例性反谐振空芯光纤的示意性截面图；

图2示出了根据现有技术的第二示例性反谐振空芯光纤的示意性截面图；

图3示出了根据现有技术制造的反谐振空芯光纤的图像；

图4示出了根据本公开的一方面的用于制造反谐振空芯光纤的预制件的示例的示意性截面图；

图4A示出了根据本公开的示例的针对预制件定义的作为比率r2/r1的函数的光学损耗的曲线图；

图5示出了根据本公开的各方面的预制件、纤杆件和光纤的图像；

图6为了进行比较示出了来自图3(a)的现有技术光纤和来自图5(c)的示例性光纤的图像；

图7示出了根据现有技术的两种光纤和根据本公开示例的光纤的衰减随波长变化的曲线图；

图8示出了根据本公开的一些示例的具有间隔元件的预制件的各部分的示意性横截面；

图9示出了根据本公开的其他示例的具有间隔元件的预制件的各部分的示意性横截面；

图10示出了根据本公开的另外示例的具有间隔元件的预制件的各部分的示意性横截面；

图11示出了根据本公开的另外示例的具有间隔元件的预制件的各部分的示意性横截面；

图12示出了根据本公开的示例的预制件的图像以及从预制件拉制的两种示例性光纤的图像；

图13为了进行比较示出了来自图3(c)的现有技术光纤和来自图12(c)的示例性光纤的图像；

图14A、图14B和图14C示出了根据本公开的示例的示例性保偏反谐振空芯光纤的示意性截面图；和

图15示出了根据本公开的各方面的用于预制件和光纤制造的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本文讨论/描述了某些示例和实施例的方面和特征。某些示例和实施例的一些方面和特征可以常规地实施，为了简洁起见，没有详细讨论/描述这些方面和特征。因此，将意识到的是，本文论述的设备和方法中的未详细描述的方面和特征可以根据用于实施这些方面和特征的任何常规技术来实施。

本公开的实施例涉及用于制造反谐振空芯光纤的预制件，该预制件构造为改善包含在由预制件拉制的光纤中的各种部件的相对位置。

图1示出了具有精确、对称结构的理想化的反谐振空芯光纤的横截面示意图。沿着光纤10的长度(如图所示，进出页面平面)保留了各部件的横截面布置。光纤10包括外护套12，该外护套12呈例如由玻璃形成的直径较大的中空管的形式。在外护套12内部、在精确且预定的位置处定位有多个(在这种情况下，为七个)较小的中空管或毛细管14。这些管14也是玻璃管且具有比外护套12的直径小的直径，在该示例中，每根管具有相同的直径。这些管14围绕外护套12的内圆周设置，使得它们间隔开并且彼此不接触。因此，在该理想的结构中，相邻管14之间存在间隙g，每对管之间的间隙g相等。每根管14在单个位置16处与外护套12的内表面接触，该位置16围绕外护套12的周边等距地间隔开。管14的尺寸设定成留下中心空隙18，从而形成光纤10的芯。管14和外护套12形成光纤包层，并且管14的结构和位置允许光纤10经由反谐振效应沿着芯部引导光，因此管14可被称为反谐振包层管。芯部18具有边界，该边界的形状由包层管14的向内外表面限定；并且这形成针对这种类型光纤的名称“负曲率光纤”。包层管14之间存在的间隙g消除了光纤结构中的节点，否则节点将出现在管相接触的点处，引导具有导致传输损耗的高谐振的光学模式。因此，这种光纤也被称为“无节点光纤”。间隙g的较小尺寸等同于改进的较低损耗，这是因为较大的间隙使得所引导的光更容易从芯部逸出，从而增大损耗。同样，光纤周围的间隙不相等会导致可用的空气模式引导带宽减小。

图2示出了通过第二示例性反谐振空芯光纤10a的示意性截面图。光纤10a包括与图1的示例相同的部件，尽管仅包括六个反谐振包层管而不是七个反谐振包层管。但是，它们仍然在外护套周围等距地以间隙g间隔开。光纤10a还包括在每个主包层管14内部的另外的更小的中空包层管20。每个另外的包层管20在单个点处接触其主包层管14的内表面，该单个点与主包层管14接触外护套12的内表面的点16相一致。由一个主包层管14和另外的包层管20构成的每个组形成在相同方位角位置处对准的一对嵌套管，该方位角位置围绕外护套12的圆周等距地间隔开。嵌套构造允许进一步减小光传输损耗并且形成“嵌套的反谐振无节点光纤(NANF)”的命名。

这些示例性光纤结构是理想化的并具有恰当且规则地设定尺寸且间隔开的包层管。为了制造这些光纤，将各种管组装在一起成为预制件，每根管在预制件中具有在成品光纤中所需的相对位置。因此，图1和图2的示例均描绘了预制件的横截面以及光纤的横截面。注意的是，这些描述是示意性的而并非按比例绘制。例如，实际上，外护套的管12的壁厚可以比包层管14、20的壁厚厚或厚得多，或者可以不比包层管14、20的壁厚厚或厚得多。内包层管20的壁厚可以与主包层管14的壁厚相同或不相同，并且可以以某种确定方式在包层管14、20之间改变壁厚，以获得特定的期望光纤结构。

如在背景技术部分中所讨论的那样，在预制件中、贯穿光纤拉制过程以及直到成品光纤中所设置的那样，非常难以维持管的相对位置及其相对尺寸和壁厚。因此，在整个光纤中，间隙g可能无法保持期望尺寸(诸如，在许多构造中针对最小损耗可选地令人期望的最小可行尺寸)，并且管可能无法保持相等的壁厚，因此光纤可能具有比预期更高的损耗和更窄的带宽。这些缺陷既可能存在于穿过光纤的单个横截面内，也可能因沿着光纤长度的结构变化而引起。

图3示出了实际制造的反谐振空芯光纤的一些横截面图像(来自光学显微镜和扫描电子显微镜)。图3(a)示出了具有六个单根非接触式包层管的光纤，图3(b)示出了具有七个单根非接触式包层管的光纤，图3(c)示出了具有六个非接触式嵌套的成对包层管的光纤。在每种情况下，尽管在尽可能精确且均匀地组装预制件时已尽了最大的努力，但光纤包括的包层管具有非对称和不规则的方位角定位、不相等的管直径和局部变化的管壁厚度。这些结构缺陷降低了光纤的光学性能，但据信这些结构缺陷在所有报道的带有间隔开的包层管的无节点光纤的示例中都存在，随着毛细管厚度与大小的比率的减小，变得更加明显。

本发明的实施例力图通过修改用来制造反谐振空芯光纤的预制件的结构来解决该问题。预制件中反谐振包层管之间的空间或间隙被间隔元件占据，而反谐振管本身保持在所需的非接触构造中。代替地，在反谐振包层管和相邻的间隔元件之间引入接触点。虽然这种接触将节点引入结构中，这看起来可能是不希望的，但令人惊讶的结果是，如果反谐振包层管和交错的间隔元件之间的接触点在距外护套管(也对应于芯部的中心纵向轴线和整个预制件的中心纵向轴线)的中心点(对应于中心纵向轴线)的径向距离外，其大于反谐振包层管的中心点(中心纵向轴线)距外护套的中心点的距离，存在一个光谱区域，在该光谱区域中，从预制件拉制所得的光纤的光学性能不会不利地受到任何重大程度影响。由附加接触点引入的节点可能会在较长的波长处引起某些更高损耗的谐振，但是，这些节点在反谐振窗口的较短波长处对光纤的传输损耗的影响与有反谐振包层管接触的光纤相比可以忽略不计，并且最小损耗与对应的无节点光纤的损耗相似。

与反谐振包层管交替放置并与反谐振包层管接触的间隔元件的作用是在拉制过程中将反谐振包层管保持到位，从而减小侧向移动、滚动、翻转和扭曲，并有助于保持管的任何充气(inflation)更恒定地横过管。这样，管的位置以及因此管之间的间隙的大小的规则性以及管的大小和厚度的规则性都可以更准确地从预制件转移到完成的光纤中，从而与由没有间隔元件的预制件制成的等效纤维相比提高光学性能。成为完成的光纤的一体部分的间隔元件是细长的，这是因为它们在预制件的整个长度上纵向延伸(以连续或不连续的方式)，以在预制件、纤杆件(cane)或光纤的整个范围上提供所需的包层管锚固位置。

在一些示例中，与反谐振管交替地放置的间隔元件的组合将提供围绕预制件内部的至少一条路径，该路径被结构部件(包层管和间隔元件)连续占据，在这些部件之间没有间隙。预制件以这样的方位角被紧密地填充，使得反谐振管与间隔元件之间的接触点出现在径向位置处，该径向位置大于反谐振管的中心距外护套中心的距离。由此确保了管的位置并且减小在拉制过程中远离这些预期位置的运动。在其他示例中，间隔元件可以通过将自身固定到外护套管的内表面而固定各管的位置。这使得将各管同样地锚固到预期位置以将这些位置成功地转换到成品光纤中。如下面进一步讨论地，可以使用许多形式的间隔元件来实现期望的效果。

图4示出了具有间隔元件22的示例性预制件10的示意性截面图。预制件10包括围绕外护套12的内表面12a等距地间隔开的六个反谐振包层管14，每一个反谐振包层管14均与该内表面在单个方位角位置16处接触。管14彼此间隔开，使得它们不与它们的紧邻管接触，而是以间隙g分开。在该示例中，管14均具有相同的直径并且因此间隙g都具有相同的宽度。一圈管14内的开放空间或空隙将成为成品光纤的芯部18。外护套12具有中心纵向轴线24(也是光纤10和芯部18的中心纵向轴线)。每个包层管14还具有其自己的中心纵向轴线26。在完成的光纤中，期望这些轴线26彼此平行并且平行于外护套12的轴线24。通常，包层管连续地延伸通过外护套管的长度，所述包层管的长度与外护套管的长度相同或相似。

在该示例中，间隔元件22包括例如由玻璃制成的另外的中空管。一个间隔元件22被插在每对相邻的包层管14之间。间隔元件22的直径小于包层管的直径，使得它们装配到由两个相邻的包层管14和外护套12限定的空间中。每个间隔元件22的大小和位置设定成使得其在接触点28处接触两个包层管，该间隔元件位于这两个包层管之间。在该示例中，每个间隔元件也在单个点处(类似于包层管14和外护套12之间的接触)与外护套12的内表面12a接触，并且由于各管的横截面是圆形的，因此每根管仅在一个接触点28处接触每个相邻的包层管。通常，间隔元件具有比包层管小的直径或宽度，但是这可能并非总是如此，特别是在使用非圆形横截面的间隔元件的情况下(下文进一步讨论)可能并非总是如此。同样，在许多情况下，间隔元件连续延伸穿过外护套管的长度，其长度与外护套管和包层管的长度相同或相似。间隔元件是预制件的永久部分，并在将预制件拉制成成品光纤时与其他部件熔融以成为光纤的一体部分。因此，它们不同于有时被填塞入预制件的端部中以使各个部分的填充更加紧密的临时或附带的填充元件。

每个反谐振包层管14的中心轴线26与外护套12的中心轴线24分开第一径向距离r1。由于在该示例中所有管的大小相同，因此所有管具有相同的r1值。间隔元件22与包层管14之间的接触点28在距外护套12的中心轴线24第二径向距离r2处。第二径向距离大于第一径向距离，即，r2>r1。

间隔元件22的存在及其与包层管14接触的位置用于在将预制件拉制成光纤期间保持包层管的位置。接触点28产生节点，但是它们的位置与包层管24的中心轴线相比更远离光纤的中心轴线24意味着由这些节点引起的谐振不会显著影响光纤的光学性能。

图4A显示了一个曲线图，该曲线图展示了如何通过应用r2>r1关系来减小损耗。该曲线图显示了作为r2/r1的函数的损耗(作为标准化的约束损耗)，其中，曲线拟合了针对r2发生变化的一系列预制件结构而模拟的一组损耗值。传播波长是恒定的，正如包层管的大小和间距是恒定的使得r1距离是恒定。示出了三种示例性预制件的结构，将其映射到曲线图中的相应点。它们是：示例1，其中r2实际上小于r1；示例2，其中r2稍大于r1，使得r2/r1为1.045；以及示例3，其中使r2更大，使得r2/r1为约1.135。注意到的是，圆形间隔元件的直径随r2的增大而增大，以保持每个间隔元件与其两个相邻包层管之间的接触。该曲线图显示了r2值的变化如何影响光学质量(较低的约束损耗表示较高的质量)，原因在于：通过将接触点更远离外护套的中心轴线移动来增大r2值改善了光纤性能。注意到的是，从r2值小于r1变为r2值大于r1时，损耗显著降低，对应于将r2/r1比值从低于1(诸如示例1)变为高于1(诸如示例2)。r2/r1值的进一步增大用来进一步减小损耗。在该模拟中，最大性能(最小损耗)来自这样的光纤，在所述光纤中，每个圆形间隔元件都与两个相邻的包层管接触以及与外护套的内表面接触(示例3)。可以预料的是，通过更换成增大r2距离的非圆形间隔元件，损耗将会进一步降低。

图5示出了预制件和光纤的图像以展示间隔元件的实际效果。图5(a)示出了具有六个反谐振包层管的预制件的截面示意图，所述六个反谐振包层管与六个管状间隔元件交替设置以将反谐振包层管保持到位。图5(b)示出了从诸如图5(a)的预制件拉出的纤杆件(光纤拉制的中间阶段)的横截面的光学显微镜图像。图5(c)示出了通过拉制图5(b)的纤杆件而产生的光纤的横截面的扫描电子显微镜图像。由此可意识到的是，在拉制光纤之后，很好地保持包层管在预制件中的规则且对称的定位和间距。这是由于间隔元件有助于减小或防止包层管绕其与外护套的内壁接触的单个接触点的运动。在成品光纤中，反谐振包层管之间的间隙是均匀的，并且可以通过使用适当大小的间隔元件非常精确地控制它们的大小。观察到的是，在制造好的光纤中，包层管具有圆扇形形状，间隔元件具有三角形形状。这是由于在拉制过程中对预制件/纤杆件中的各种管和空隙进行了加压。与在没有压差情况下所采用的形状相比，不同组的部件之间的压差可以用来通过对部件充气或放气来控制光纤结构。成品光纤中的包层管具有相同、规则的形状，间隔元件也是如此。

图6示出了图3(a)的没有间隔元件的光纤与图5(c)的包括间隔元件的光纤之间的对此。这突出了由间隔元件提供的改进。先前的光纤遭受着不相等的包层管尺寸和不对称的包层管定位，而这些缺陷通过由间隔元件将包层管保持到位而得以校正。

图7提供了数据，该数据证明了由包括间隔元件的预制件制成的光纤可获得的有质量的光学性能。图的右侧显示了三种建模的示例性光纤结构(横截面)。示例1是一种反谐振空芯光纤，其包括一圈互相接触的反谐振管。已知该构造具有由在管之间的接触点产生的节点处的谐振引起的损耗。示例2是反谐振管彼此间隔开的光纤，通过去除接触点的节点，已知管之间的间隙减小传输损耗。示例3是根据本发明的光纤，间隔元件插在反谐振管之间。除了这些差异之外，每种情况下建模的参数都是相同的。

图7的左侧是通过计算机模拟获得的衰减(dB/km)(换句话说，传输损耗量)与传输波长的关系图。显示了三个示例中每个示例的曲线，示例1为点划线，示例2为虚线和示例3为实线。由此，我们可以观察到与示例1的光纤相比示例2中引入的间距如何降低衰减；在所有波长处衰减都较小，而在较长波长处衰减明显减小，以提供较宽的可用带宽。示例3在低于大约1550nm的波长处显示出与示例2相似的衰减(并且实际上稍小)，表明间隔元件的接触点对传输损耗没有有害影响。在较长的波长处，衰减更接近于示例1光纤的衰减，这表明带宽是相当的，并且在有利于光纤通信的典型波长(大约1550nm)处提供了良好的传输窗口。但是，回想一下，实际上示例2的光纤将遭受拉制过程中的位置缺陷并且将缺乏模型的精确结构，这种类型的实际光纤中的实际损耗通常会更高，带宽更窄，而实际的示例3光纤将更好地接近模型的结构并很可能具有与曲线图中所示相似的衰减。因此，根据示例3的真实光纤很可能具有比真实的示例2光纤更好的光学性能。因此，使用间隔元件有利于改善光纤特性。

上面的示例使用单个空芯管作为间隔元件。尽管由于它们与现有的光纤部件的相似性而使它们方便，但是本公开并不限于此，并且设想了间隔元件的许多不同形状和构造。每个间隔元件均在距预制件中心轴线的径向距离比反谐振管的中心距预制件中心轴线的距离大的接触点处与其两个相邻的反谐振管接触，并且可以使用实现该目的的任何形状和构造。可以根据反谐振管的数量和大小以及它们之间的期望间隙来选择间隔元件的大小，这是因为这些参数由容纳间隔元件的空间的大小来确定。因此，使用间隔元件可以实现更大的间隙，该间隙在方位角方向上(围绕预制件的周边或圆周)更宽，而对于狭窄间隙来说则相反。间隔元件在径向方向上的深度可以影响接触点距护套中心轴线的距离r2，并且可以被选择为浅深度以增加该距离，以使在接触点处的节点谐振的损耗最小。在其他情况下，提供较小的r2距离的较深的间距元件从损耗较高的视角但具有提供对其相邻的反谐振管的更牢固锚固的优点来看，可能是可接受的。

图8示出了具有各种间隔元件的一些其他示例性预制件的示意图。预制品处于横截面形式，为简单起见，只显示了预制品中的一部分，其包括三个反谐振管14及其交错的间隔元件22。接触点用小点表示。虚线示出了从护套中心24到反谐振包层管中心的距离r1，所述反谐振包层管中心由点曲线连接，以显示出接触点更远离护套中心24定位。图8(a)示出了与先前示例类似的示例，其中间隔元件22是圆形的中空管。图8(b)示出了一示例，其中间隔元件22是圆形的但是包括实心杆而不是中空管。图8(c)示出了一示例，其中间隔元件22包括具有三角形横截面的中空管(这些中空管可替代地可以是实心杆)。三角形间隔元件可以采用任何三角形形状(等边三角形、不等边三角形、等腰三角形)，其形状和大小设定成适合可用空间，同时将接触点定位在所需位置处。这样，三角形元件可以被认为比圆形元件更灵活。也可以使用其他横截面形状。

图9显示了更多示例性预制件的示意图。间隔元件不限于包括单个部件，并且可替代地可以包括布置在一起(接触)以充当单个间隔元件的一组子元件。例如，这对于由容易获得的较简单的元件实现具有更复杂形状的间隔元件而言可能是有用的，或者对于由自身太小而无法与两个相邻的反谐振管接触的元件形成间隔元件以填充空间而言可能是有用的。图9(b)a显示了一个示例，其中每个间隔元件22包括一组两个圆形空芯管，这两个圆形空芯管相接触且并排地抵靠外护套12的内表面布置。该管组给出了一种较浅的间隔元件，使接触点更远离外护套的中心轴线24移动。通过这种方式，可以排列两个以上的子元件，由两个子元件在该管组的端部处提供接触点。图9(b)示出了一个示例，其中每个间隔元件22包括一组三个以三角形组的方式相接触地设置的圆形空芯管。这种形状给每个相邻的反谐振管14提供两个接触点，但是，与反谐振包层管中心距护套中心的距离相比，所有接触点更远离护套中心24。在其他示例中，可以将更大数量的子元件构成组以形成间隔元件，并且该管组可以包括非圆形形状的子元件，这些子元件是实心杆而不是管。同样，不同大小、形状和构造的子元件可以组合成单个间隔元件。

图10示出了其他示例的示意图。间隔元件不限于在反谐振杆之间堆叠到预制件中的单独部件。而是，它们可以与外护套一体地形成为从外护套的内表面向内延伸的突起，从而限定凹形托架区域，反谐振管可以被放置或者插置于所述凹形托架区域中。间隔元件可以单独形成并结合到内表面上以与外护套形成一体结构，或者外护套可以形成为包括突出部分(诸如通过模制)，或者可以对内表面进行机加工或以其他方式加工而去除材料并形成凹形区域，从而在凹形部之间留下作为凸形突起的间隔元件。图10(a)示出了一示例，其中间隔元件22具有从外护套12的内表面突出的简单的正方形或矩形横截面。每个间隔元件22在两个角部处接触相邻的包层管14。图10(b)示出了一示例，其中内表面成形为具有一系列交替的用于容纳包层管14的凹形部和用于将包层管14间隔开并将它们固定在其方位角位置中的凸形突起22。在这种情况下，间隔元件22可以在相对宽的区域上与包层管14接触。当间隔元件与外护套管成为一体时，不要求它们在包层管之间的方位角空间上完全延伸。所需的锚固可以通过仅仅紧邻包层管从内壁突出的不连续的子元件提供。每个子元件均具有仅与一根包层管接触的一个或多个接触点，并且子元件在每对相邻的包层管之间成对且间隔开，每对子元件是构成间隔元件的管组。图10(c)显示了这种示例。

间隔元件的使用也可以应用于具有更复杂的反谐振空芯光纤结构的预制件中，诸如包括嵌套的反谐振包层管的光纤。图11(a)示出了一个示例，其中每个包层管14均在其中以与外护套12对准的相同方位角嵌套了一个较小的附加的反谐振包层管20。与之前一样，在主包层管14之间包括间隔元件22。可以包括另外的嵌套管，该另外的嵌套管呈诸如附加的嵌套层次的构造，或者两根或更多根管在较大的包层管内彼此相邻地设置。术语“嵌套”旨在包括在较大的包层管内布置一根或多根包层管的任何此类布置。出于制造目的，嵌套的管组可以在插入预制件的外护套之前被预先组装或预制到单个单元中，或者可以通过在现场将各个包层管各自插入外护套中而进行组装。如图11(b)所示，也可以通过将间隔元件放置在主包层管内部而将附加的反谐振包层管固定在其嵌套位置中。在这种情况下，由于附加的包层管单独存在而不是以圈的形式存在，因此每个间隔元件仅与一个附加的包层管具有接触点，并且在附加的包层管的每一侧都设置间隔元件，因此该附加的包层管在每一侧都有接触点以稳定其位置并如之前一样地抑制移动。这些接触点比第一径向距离r1更远离护套中心点24。间隔元件还与相应的主包层管14的内表面接触。

图12示出了预制件和结合有嵌套的管的光纤的图像。图12(a)示出了预制件的摄像机图像，该预制件包括与六个圆形中空管式间隔元件交替布置的六对嵌套的均匀间隔开的反谐振包层管对。图12(b)和(12c)显示了使用不同的加压方式来改变各种管的形状和大小而由该预制件拉出的两种光纤的显微镜图像。注意到的是，间隔管允许在成品光纤中获得良好的方位角均匀性以及在整个光纤上具有非常相似的元件尺寸。

图13重复了与图12(b)差不多的由无间隔元件的预制件拉制的六根嵌套管光纤的图像(图13(a))。添加虚线来将图像分成60°扇区，以强调图13(b)光纤与图13(a)光纤相比大小和间距更一致。

预制件不限于由圆形横截面的管组装而成的预制件。护套和/或包层管中的任一个都可以具有其他形状，诸如椭圆形、泪状、正方形、六边形或其他多边形(规则或不规则)。从图12(b)和图12(c)显然可看出，在光纤拉制过程中加压的使用也可以用来改变各种部件的形状。

从前面的实施例中显然可看出，本公开内容对于包括在预制件/光纤中的反谐振包层管的数量或者包层管嵌套组的数量不进行限制。根据光纤所需的光学特性，可以包括任何数量。反谐振空芯光纤通常包含五、六、七和八根管，但是不排除包括更少或更多的管。例如，可以使用四根管以便为偏振效应提供正交对称性。

偏振和保偏(双折射)光纤是已知的，该光纤在光纤横截面上在两个或更多个直径方向之间具有设计上的差异或非对称性，其可以在入射光中引起特定的偏振或在传播光时保持出射偏振。在反谐振空芯光纤的情况下，可以通过在两组中使用不同大小、形状或结构的反谐振包层管或嵌套管组来提供非对称性，该两组管沿着横跨护套管[5，6]的两个正交轴线对称排列。例如，四个反谐振包层管可以按两对以90°方位角等距间隔开地布置，其中相对的管具有相同的构造，而两对管具有不同的构造。对于沿着与两个包层管对相对应的两个方向偏振的光，这给出了具有不同传输损耗量的正交非对称性，因此引导模式显示出高双折射或者支持一种偏振而消散或减小另一种偏振。本文公开的间隔元件可用在预制件中以便制造这样的光纤，并且实际上可能特别有价值，这是因为仅包括四个包层管必然在管之间产生相对大的间隙，从而在拉制期间可能有大量运动。可以添加间隔元件以抑制这种运动并通过更精确定位的部件来产生保偏和偏振光纤，因而改善光学性能。

图14A示出了用于保偏光纤的预制件的示例的示意性截面图。光纤10包括外护套12，抵靠所述外护套12的内表面放置有四个反谐振包层管14a、14b。每个包层管14a、14b在每一侧均具有与管的外表面接触的间隔子元件22a，以确保其方位角位置。在各包层管之间有两个间隔子元件22a，这两个间隔子元件包括构成单个间隔元件22的组。包层管具有两种不同的大小并且均匀地间隔开且设置成相对的对，因此两个较大的管14a彼此相对，两个较小的管14b沿着正交于较大的管14a的方向彼此相对。对于沿两个正交方向偏振的光，不同大小的包层管可以提供高双折射或不同水平的光传输损耗，使得可以保持一种偏振，而损耗或衰减另一种偏振。包层管的许多其他构造(嵌套和非嵌套)可用于提供等效的正交损耗差，以保持光的偏振。

图14B示出了用于保偏光纤的另一示例性预制件的示意性截面图。在这个示例中，使用如图14A所示的两对正交布置的反谐振包层管结构14a、14b。然而，包层管更为复杂，其中，一对反谐振包层管结构14a各自包括直径渐减的三个嵌套管，而另一对反谐振包层管结构14b包括两个直径渐减的嵌套管。双折射所需的不对称性由嵌套管的数量上的差异以及包层管的直径和壁厚上的差异来提供。三重嵌套的包层管14a具有比双重嵌套的包层管14b大的外直径(外包层管的直径)和薄的壁厚。间隔元件22包括单独的圆形管，每个圆形管均与相邻的包层嵌套管14a、14b和外护套管12接触。这与图14A的每个间隔元件22均包括由两个间隔开的子元件22a构成的组的示例形成对照。

图14C示出了用于保偏的光纤的另一示例性预制件的示意性截面图。在该示例中，使用了六个反谐振包层管，其被分为两组，第一组由两个较大且壁较厚的包层管14b构成，第二组由四个较小且壁较薄的包层管14a构成。除了所有六个管14a、14b围绕外护套12的内表面与两个相邻管间隔开之外，如之前一样地，每组都彼此正交地布置。呈实心杆圆形截面形式的间隔元件22在包层管14a，14b之间交替布置，每个所述间隔元件均与其两个相邻的包层管14a，14b接触和与外护套管12的内表面接触。

当在预制件中使用圆形管和元件时，管的中心纵向轴线所位于的位置很明显。对于具有旋转对称性的其他形状，可以将中心视为旋转对称轴线。对于更复杂的形状，例如图5、图6和图12中的示例的扇形或楔形的反谐振包层管，我们可以将包层管的中心纵向轴线(用于定义第一径向距离r1)定义为沿着光纤的延伸到包层管与外护套壁接触的位置的半径定位，并且在该接触位置与半径穿过包层管的界定芯部的面向内侧的位置之间的中间位置处。

在某些情况下，预制件可能会有意使用一种以上尺寸的主包层管构造而成。因此，对于每个包层管，第一径向距离r1将不相同。因此，为了比较第一径向距离和第二径向距离，我们可以取所有包层管的平均值r1。类似地，如果在单个预制件或光纤内包层管和/或间隔元件的大小或形状不同，则第二径向距离r2对于每个接触点可能不相同。为了比较这种情况下的径向距离，可以将每个接触点的第二径向距离r2与该接触点所在的包层管的第一径向距离r1进行比较。在另一可替代方案中，如果存在来自不同间隔元件或具有多个接触点的间隔元件的一系列第二径向距离(诸如在图9(a)中)，则比较可以检查r2的每个单独值是否大于r1的值(单个值或平均值)。或者，可以将所有r2值的平均值与所有r1值的平均值进行比较。

到目前为止所示的示例均具有间隔元件，其不仅与相邻的包层管接触，而且还与外护套的内表面接触。然而，这并不是必需的，还考虑了与包层管接触而不与外护套接触的间隔元件。

预制件中包含的间隔元件和与其接触的部件熔融或结合在一起以成为光纤的一体部分，因此，间隔组件应由适合光纤制造的材料制成，诸如由可以形成外护套管和包层管的材料制成。本文讨论的一些示例涉及由玻璃制成的预制件、纤杆件和光纤，并且在光纤领域通常旨在指基于化学化合物的二氧化硅(二氧化硅或石英)的二氧化硅和“硅酸盐玻璃”或“二氧化硅基玻璃”，其中有很多示例。单个预制件、纤杆件或光纤中的各种管或毛细管可由相同的玻璃或不同的玻璃制成。所述一种或多种玻璃可以包括一种或多种掺杂剂，以用于调节光学性质，诸如改变吸收性/传输性或实现光泵作用。而且，所述一种或多种玻璃可以包括一种或多种掺杂剂，以用于调整材料特性，诸如改变虚拟温度、表面张力、粘度和/或化学特性(诸如水或氯含量以及相关的化学反应性)。在本文中，术语“玻璃”旨在指具有适当物理和光学特性的任何材料，使得可以根据本文所述的方法由该玻璃制成光纤，而硅酸盐玻璃则落入其中，如果其它玻璃或类玻璃材料具有所需的特性，则可以使用其它玻璃或类玻璃材料；通常，玻璃是非晶态的非晶态固体，当被加热转向液态时，其表现出玻璃化转变。这可以包括例如塑料和聚合物。

间隔元件可以由与预制件、纤杆件或光纤的其他部件相同的材料制成，或者由不同的材料制成，并且可以全部由相同的材料制成或可以不全部由相同的材料制成。同样，间隔元件可以作为单个部件或多个首尾相接的部件包括在预制件的整个长度上。可替代地，可以通过沿着预制件的长度以一定间隔添加短长度的间隔元件来获得包层管的充分锚固。

当将各种管和间隔元件组装成具有所需结构的预制件时，它们可以被永久或临时地在外护套中固定就位，以准备将预制件拉成纤杆件或光纤。间隔元件可以在外护套的内部周围提供充分紧密的填充，从而不需要固定步骤。可替代地，可以通过施加热以将各种元件熔融到位来实现结合。作为另一种可替代方案，可以将塞或其他填充材料或元件插入预制件的每个端部中一短距离以占据芯部空隙并将包层管向外压靠在护套管的内表面上。因此，本文还公开了一种用于制造预制件的方法。

图15示出了用于预制件和光纤制造的示例方法中的步骤的流程图。在第一步骤S1中，提供适合用作外包层护套的中空管。在步骤S2中，将所需数量的中空反谐振包层管布置成在外护套的内部周围的所需角位置处间隔开并与外护套的内表面接触。在可选的步骤S3中，如果预制件用于制造嵌套的反谐振无节点光纤(诸如图11的示例)，则将另外的中空包层管插入现有的包层管中。行进到步骤S4，将多个间隔元件添加到外护套内并且与包层管交替放置。在下一步骤S5中，将间隔元件定位成与其相邻包层管的外表面在接触点处接触，与包层管的中心距外护套的中心的距离相比，该接触点在径向上更远离外护套的中心纵向轴线(中心)。除了来自步骤S2的固定主包层管之外，还可以包括间隔元件以固定在步骤S3中可选地添加的任何另外的中空包层管。根据所得结构的填充紧密度，可以包括可选的步骤S6，在该步骤S6中，将包层管和间隔元件在外护套内固定到位。这样完成了预制件。

像本示例这样的预制件制造方法可被称为堆叠，其中，将各种管和元件作为单独部件提供，并且将包层管和间隔元件布置在外护套管内部的步骤包括将它们插入外护套管(单独地或成组地插入)中。但是，可以使用其他预制件制造方案。例如，可以通过被挤出到所需的位置和构造或者通过三维打印来提供一些或所有的管和元件。使用这些工艺可以使整个预制件能够在单个阶段中制造(因此，图15示例中的阶段S2至S5或S6可以同时进行)。可替代地，可以分阶段进行挤出或打印以构建整个预制件或仅形成其各部分，其中使用诸如堆叠的其他工艺来制造其他部件。

在随后的某个时间，并且可能由另一方在不同的位置通过实施步骤S7完成光纤的制造，在步骤S7中，从预制件中拉制出光纤。可选地，这可以经由中间阶段实现，在该中间阶段中，从预制件拉出纤杆件，然后将纤杆件拉制成光纤。同样可选地，可以在拉制过程中对预制件或纤杆件的各个中空部件(特别是包层管)施加不同压力，以控制成品光纤中这些部件的大小和形状。

如上所述，间隔元件的大小和位置适于设在预制件内部，以使第二径向距离r2(到接触点的距离)大于第一径向距离r1(到包层管中心的距离)，因此r2>r1或相反r1<r2。因此，r2与r1之比大于1。反谐振空芯光纤的几何形状意味着：在最常见的构造中，例如基于圆形或接近圆形的光纤横截面的构造中，r2与r1之比很可能不超过2。换句话说，第二径向距离将小于第一径向距离的两倍。因此，有用的范围是1<r2/r2<2。更通常地，1<r2/r1<1.5或1<r2/r2<1.4或1<r2/r2<1.3。在许多情况下，较大的r2值(将接触点推离芯部并更靠近护套)将提供减小的损耗，因此其他值得关注的范围包括1.1<r2/r1<1.5、1.1<r2/r1<1.4、1.1<r2/r1<1.3和1.1<r2/r1<1.2；此外1.2＜r2/r1＜1.5、1.2＜r2/r1＜1.4和1.2＜r2/r1＜1.3。

如上所述，间隔元件可具有一定范围的形状和大小。不管形状如何，与包层管相比，间隔元件的大小令人关注。我们可以将间隔元件定义为具有横截面面积Asp，它可以是单个间隔元件的横截面积，也可以是构成单个间隔元件的两个或更多个间隔子元件的组合横截面积。同样，我们定义了与间隔元件相邻的包层管的横截面积At。在嵌套构造中，At是与间隔元件接触的嵌套中的最大管的面积。这些面积的比率为Asp/At，可以有效地选择该比率在0.1<Asp/At<1的范围内，这是因为间隔元件通常不会大于包层管(出于空间和保持r2>r1的原因)，反之，如果间距不太小，则间隔元件可以提供对包层管的更好锚固。其他感兴趣的范围包括0.15<Asp/At<1、0.15<Asp/At<0.75、0.15<Asp/At<0.5和0.15<Asp/At<0.4或0.2<Asp/At<1、0.2<Asp/At<0.75、0.2<Asp/At<0.5和0.2<Asp/At<0.4，或进一步0.25<Asp/At<1、0.25<Asp/At<0.75、0.25<Asp/At<0.5和0.2<Asp/At<0.4，但不排除其他值。

关于如本文所公开的从预制件拉制的完成的光纤，r2＞r1的特性可以从预制件传递到光纤。但是，由于拉制过程引起的反谐振包层管的相对形状和大小的变化可能导致光纤的r2/r1值与原始预制件的r2/r1值不同。在某些情况下，所得光纤的r2值可能接近r1值或者甚至变得小于r1值，使得r2≤r1。然而，成品光纤中保持r2>r1可能会提供更好的损耗特性。

在本公开中，术语“管”和“毛细管”均被使用，并且应被理解为通常可互换地用作未指定横截面形状的中空细长元件(因此，管或毛细管的横截面可以是圆形的或可以不是圆形的)。然而，考虑到预制件和光纤之间的横截面尺寸的差异，对于预制件而言，术语“管”可能是优选的，而对于光纤而言，术语“毛细管”是优选的，这是因为可以认为其暗示了较窄的间隙开口。除非本文另有说明，否则这两个术语都适用于预制件、纤杆件和光纤中的任何一者和所有，并且任何一个术语的使用均意味着没有限制。

提出本文描述的各种实施例仅仅用来帮助理解和教导所要求保护的特征。提供这些实施例仅作为实施例的代表性示例，并且不是穷举的和/或排他的。应当理解的是，本文描述的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本发明范围有限制或对权利要求的等同方案有限制，在不背离所要求保护的发明范围的前提下，可以利用其他实施例并且可以进行修改。除了本文具体描述的那些，本发明的各种实施例可以适当地包括下述事项、由下述事项组成或基本上由下述事项组成：所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的适当组合。另外，本公开可以包括当前未要求保护但将来可能要求保护的其他发明。

参考资料

[1]Chengli Wei,R.Joseph Weiblen,Curtis R.Menyuk,and Jonathan Hu,"Negative curvature fibers,"Adv.Opt.Photon.9,504-561(2017)

[2]A.D.Pryamikov,A.S.Biriukov,A.F.Kosolapov,V.G.Plotnichenko,S.L.Semjonov,and E.M.Dianov,"Demonstration of a waveguide regime for a silicahollow-core microstructured optical fiber with a negative curvature of thecore boundary in the spectral region>3.5μm,"Opt.Express 19,1441-1448(2011)

[3]A.N.Kolyadin,A.F.Kosolapov,A.D.Pryamikov,A.S.Biriukov,V.G.Plotnichenko,and E.M.Dianov,"Light transmission in negative curvaturehollow core fiber in extremely high material loss region,"Opt.Express 21,9514-9519(2013)

[4]F.Poletti,"Nested antiresonant nodeless hollow core fiber,"Opt.Express 22,23807-23828(2014)

[5]WO 2015/185761

[6]Seyedmohammad Abokhamis Mousavi,Seyed Reza Sandoghchi,DavidJ.Richardson,and Francesco Poletti,"Broadband high birefringence andpolarizing hollow core antiresonant fibers,"Opt.Express 24,22943-22958(2016)

Claims (30)

1.一种用于反谐振空芯光纤的预制件，所述预制件包括：

具有内表面和中心纵向轴线的外护套管；

多个反谐振包层管，所述多个反谐振包层管围绕所述外护套管的所述内表面在预定周边位置处间隔开，每个所述反谐振包层管与所述内表面接触，使得每个所述反谐振包层管的中心纵向轴线在距所述外护套管的中心纵向轴线第一径向距离处；和

多个间隔元件，所述多个间隔元件与所述反谐振包层管交替设置，并且每个所述间隔元件在一个或多个接触点处与两个相邻的反谐振包层管中的每一个反谐振包层管的外表面接触，所述接触点在距所述外护套管的中心纵向轴线第二径向距离处，所述第二径向距离大于所述第一径向距离。

2.根据权利要求1所述的预制件，其中，所述第二径向距离r2与所述第一径向距离r1之比在1＜r2/r1＜2的范围内、或者在1＜r2/r1＜1.5的范围内、或者在1<r2/r1<1.4的范围内、或者在1<r2/r1<1.3的范围；或者在1＜r2/r1<1.2的范围内或者在1＜r2/r1<1.1的范围内。

3.根据权利要求1所述的预制件，其中，所述第二径向距离r2与所述第一径向距离r1之比在1.1＜r2/r1＜1.5的范围内、或者在1.1＜r2/r1＜1.4的范围内、或者在1.1＜r2/r1<1.3的范围内；或者在1.1＜r2/r1<1.2的范围内或者在1.2<r2/r1<1.5的范围内或者在1.2<r2/r1<1.4的范围内或者在1.2<r2/r1<1.3的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的预制件，其中，至少一个间隔元件与所述外护套管的内表面接触。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的预制件，其中，至少一个间隔元件的横截面面积Asp小于所述相邻的反谐振包层管的横截面面积At，使得0.1＜Asp/At＜1。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的预制件，其中，所述间隔元件是中空的。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的预制件，其中，所述间隔元件是实心的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的预制件，其中，至少一个间隔元件包括一组间隔子元件。

9.根据权利要求8所述的预制件，其中，包括间隔元件的间隔子元件彼此接触。

10.根据权利要求8所述的预制件，其中，包括间隔元件的间隔子元件彼此间隔开。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的预制件，其中，所述间隔元件作为从所述内表面向内延伸的突起与所述外护套管一体地形成。

12.根据前述权利要求中任一项所述的预制件，其中，所述多个间隔元件各自具有相同的横截面尺寸和结构。

13.根据前述权利要求中任一项所述的预制件，其中，所述多个反谐振包层管在其外表面之间以恒定间隔均匀地间隔开。

14.根据前述权利要求中任一项所述的预制件，其中，所述多个反谐振包层管各自具有相同的横截面尺寸、横截面形状和/或壁厚。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的预制件，其中，所述多个反谐振包层管包括两组或更多组反谐振包层管，每组具有与另一组不同的横截面尺寸、横截面形状和/或壁厚，并且一组内的反谐振包层管相互径向相对。

16.根据前述权利要求中任一项所述的预制件，所述预制件还包括另外的多个反谐振包层管，所述另外的多个反谐振包层管设置成使得一个或多个另外的反谐振包层管嵌套在所述反谐振包层管内部并与其内表面接触。

17.根据权利要求16所述的预制件，所述预制件还包括设置在所述反谐振包层管内、均与所述反谐振包层管的内表面接触并且与另外的反谐振包层管的外表面在一个或多个接触点处接触的间隔元件，所述一个或多个接触点距所述外护套管的中心纵向轴线的径向距离大于所述第一径向距离。

18.一种由根据权利要求1至17中任一项所述的预制件拉制的用于反谐振空芯光纤的中间纤杆件。

19.一种反谐振空芯光纤，所述反谐振空芯光纤由根据权利要求1至17中任一项所述的预制件或由根据权利要求18所述的中间纤杆件拉制而成。

20.一种反谐振空芯光纤，所述反谐振空芯光纤包括：

包层，所述包层包括：

管状的外护套管，所述外护套管具有内表面和中心纵向轴线；

围绕外护套管的内表面间隔开的多个反谐振包层毛细管，每个所述反谐振包层毛细管在预定周边位置处结合到所述内表面，使得每个包层管的中心纵向轴线处在距管状的外护套管的中心纵向轴线第一径向距离处；和

多个间隔元件，所述多个间隔元件与所述反谐振包层毛细管交替设置，并且每个所述间隔元件在一个或多个接触点处结合到两个相邻的反谐振包层毛细管中的每一个反谐振包层毛细管的外表面，所述接触点在距管状的外护套管的中心纵向轴线第二径向距离处；

芯部，所述芯部包括由反谐振包层毛细管的外表面的向内部分界定的中心空隙。

21.根据权利要求20所述的反谐振空芯光纤，其中，所述第二径向距离大于所述第一径向距离。

22.一种用于制造反谐振空芯光纤的预制件的方法，所述方法包括：

在具有内表面和中心纵向轴线的外护套管内部、在预定周边位置处提供多个反谐振包层管，使得所述反谐振包层管围绕所述内表面间隔开，并且每个所述反谐振包层管与所述内表面接触，使得每个所述反谐振包层管的中心纵向轴线处在距所述外护套管的中心纵向轴线第一径向距离处；

与所述反谐振包层管交替地提供多个间隔元件，并且每个所述间隔元件在一个或多个接触点处与两个相邻的反谐振包层管中的每一个反谐振包层管的外表面接触，所述接触点在距所述外护套管的中心纵向轴线第二径向距离处，所述第二径向距离大于所述第一径向距离；和

可选地，将所述反谐振包层管和所述间隔元件在所述外护套管内固定到位。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，提供所述反谐振包层管包括将所述反谐振包层管插入所述外护套管中。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，提供所述多个间隔元件包括将所述间隔元件插入所述外护套管中。

25.根据权利要求23所述的方法，其中，提供所述多个间隔元件包括：将所述外护套管提供为所述间隔元件在其中包括从所述外护套管的所述内表面向内延伸的突起的外护套管。

26.根据权利要求22所述的方法，其中，通过对所述反谐振包层管和/或所述间隔元件和/或所述外护套管进行挤出或三维打印而将所述反谐振包层管和/或所述间隔元件设置在所述外护套管内部。

27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法，所述方法还包括：提供一个或多个嵌套在所述反谐振包层管中的至少一个反谐振包层管内部的另外的反谐振包层管，所述另外的反谐振包层管中的至少一个与所述反谐振包层管的内表面接触，并且嵌套步骤包括将一个或多个另外的反谐振包层管嵌套在至少一个所述另外的反谐振包层管内部和/或将两个或更多个相邻的另外的反谐振包层管嵌套在所述反谐振包层管内部。

28.一种制造反谐振空芯光纤的方法，所述方法包括：

根据权利要求22至27中任一项所述的方法制造预制件；和

将所述预制件拉制成光纤。

29.一种制造用于反谐振空芯光纤的中间纤杆件的方法，所述方法包括：

根据权利要求22至27中任一项所述的方法制造预制件；和

将所述预制件拉制成中间纤杆件。

30.根据权利要求28或权利要求29所述的方法，所述方法还包括：在所述拉制期间，在所述反谐振包层管的内部与所述间隔元件之间、在所述反谐振包层管与由所述反谐振包层管界定的中心空隙之间和/或在所述间隔元件和所述中心空隙之间施加至少一个压差。

Images