CN208833949U - 一种矩形空心光纤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管、第二类矩形环介质管和第三类矩形环介质管组成；所述第一类矩形环介质管的最外层介质管的外壁为所述纤芯提供一部分边界，第二类矩形环介质管的最内层介质管的内壁为所述纤芯提供另一部分边界，第三类矩形环介质管分布在最外层；所述第一类矩形环介质管、第二类矩形环介质管和第三类矩形环介质管由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯区域。本实用新型提供的光纤模式分布在空的纤芯中，可有效降低光纤的材料吸收损耗，提高光纤的损伤阈值。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通信领域，尤其涉及一种矩形空心光纤。
背景技术
随着全球互联网的蓬勃发展，人们对信息传输技术提出了越来越高的要求，由此引起了光传输容量危机。空心光纤有望成为理想的光传输通道，光场主要分布在空的纤芯中，在克服光纤损耗、色散和非线性效应等方面具有较大优势。
经过多年的发展，空心光纤已发展为空心光子带隙光纤和反谐振式空心光纤两种类型。空心Bragg光纤是空心光子带隙光纤的一种，其由空心的芯区和高低折射率层交叠的周期同轴结构包层所构成，光纤的损耗随着光纤包层中的介质层数增加而降低，通常包层中高低折射率层是由实的介质组成。Bragg光纤反射镜中的两种交叠介质具有高的折射率差有助于获得宽的低损耗带宽[Steven G. Johnson, et al., “Low-lossasymptotically single-mode propagation inlarge-coreOmniGuide fibers,”Opt.Express, 2001, 9(13), 748–779]。AlirezaHassani等人[AlirezaHassani，et al.,“Porous polymer fibers for low-lossTerahertz guiding,”Opt. Express, 2008, 16(9), 6340–6351 ]提出了采用亚波长介质圆柱作为连接桥支撑并连接介质层反射镜来实现Bragg光纤，然而介质圆柱引起了更多包层模的出现，光纤的低损耗带宽受到了限制。负曲率反谐振空心光纤[F. Yu, et al. “Low loss silica hollow core fibers for 3-4μm spectral region,” Optics Express, 2012, 20(10), 11153-11158] 可将节点排布在距离纤芯尽可能远的地方，从而减弱节点对光纤性能的影响。
现有技术中，有通过在光纤包层的毛细管内加入薄壁层或采用毛细管做支撑部件来增加光纤包层从而降低光纤损耗，如公开号为CN107797175A的中国发明专利申请公开了“一种多谐振层的空芯反谐振光纤”，该光纤包括低折射率的纤芯区域和高折射率的包层区域，所述高折射率的包层区域包括内包层区和外包层区域，所述外包层区域包覆内包层区域和纤芯区域，所述内包层区域包括第一反谐振层和第二反谐振层，且所述第一反谐振层和第二反谐振层包围纤芯区域；所述第一反谐振层包括若干层微毛细管，所述第二反谐振层支撑所述第一反谐振层。但该技术会增加光纤包层中的节点，从而引起过多的包层模式，光纤制备过程中需精确调整来避开节点处包层模的影响。
因此，亟需研究开发一种通过增加介质层来降低损耗的空心光纤。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供了一种矩形空心光纤，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯区域， 所述包层区域由第一类矩形环介质管、第二类矩形环介质管和第三类矩形环介质管组成；所述第一类矩形环介质管的最外层介质管的外壁为所述纤芯提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管的最内层介质管的内壁为所述纤芯提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管分布在最外层；所述第一类矩形环介质管、所述第二类矩形环介质管和所述第三类矩形环介质管由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯区域。
其中，所述第一类矩形环介质管其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管的管壁上。
其中，所述第二类矩形环介质管其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管的管壁上。
其中，所述第二类矩形环介质管其中两个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管的管壁上。
其中， 所述第一类矩形环介质管、所述第二类矩形环介质管和所述第三类矩形环介质管的横截面均为矩形。
其中，所述包层区域的材质为二氧化硅、软玻璃或塑料中的任意一种。
其中，所述纤芯区域采用一种或两种或多种气体填充。
其中，所述纤芯区域为真空。
其中，所述第一类矩型环介质管的数目为2、3、4、5、6、7、8、9、10。
其中，所述第二类矩型环介质管的数目为2、3、4、5、6、7、8、9、10。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的一种矩形空心光纤，光纤模式只分布在空的纤芯中，可有效降低光纤的材料吸收损耗，提高光纤的损伤阈值。光纤可通过增加第一类和第二类矩型环介质管的层数增加对光的反射层，从而增加光的束缚能力，降低模式泄露损耗。光纤节点距离纤芯的距离可通过增加第一类矩型介质管的大小来调节，通过增加此距离可降低纤芯模式与节点处包层模式的耦合，从而减少节点处包层模式对纤芯模的影响。调节光纤包层中层与层的间距可使纤芯中的高阶模与包层模耦合，增加纤芯高阶模损耗，从而实现单模传输。光纤纤芯为矩形，便于打破对称性，从而实现高双折射空心光纤。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1提供的矩形空心光纤的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2提供的矩形空心光纤的结构示意图；
附图中附图标记所对应的名称为：1-第一类矩型环介质管，2-第二类矩型环介质管，3-第三类矩型环介质管，4-纤芯。
具体实施方式
以下是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
实施例1
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，如图1所示，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管1、第二类矩形环介质管2和第三类矩形环介质管3组成；所述第一类矩形环介质管1的最外层介质管的外壁为所述纤芯4提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管2的最内层介质管的内壁为所述纤芯4提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管3分布在最外层；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管1的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管2的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯4区域。
所述第一类矩形环介质管1其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2与所述第一类矩形环介质管1相同方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3的横截面均为矩形；所述包层区域的材质为二氧化硅，所述纤芯4区域采用空气填充，所述第一类矩型环介质管1的数目为3，所述第二类矩型环介质管2的数目为3。
实施例2
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，如图2所示，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管1、第二类矩形环介质管2和第三类矩形环介质管3组成；所述第一类矩形环介质管1的最外层介质管的外壁为所述纤芯4提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管2的最内层介质管的内壁为所述纤芯4提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管3分布在最外层；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管1的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管2的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯4区域。
所述第一类矩形环介质管1其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2相对两个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2与所述第三类矩形环介质管3包围的区域相对设置有两个所述第一类矩形环介质管1；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3的横截面均为矩形；所述包层区域的材质为二氧化硅，所述纤芯4区域采用真空填充，所述第一类矩型环介质管1的数目为3，所述第二类矩型环介质管2的数目为3。
实施例3
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管1、第二类矩形环介质管2和第三类矩形环介质管3组成；所述第一类矩形环介质管1的最外层介质管的外壁为所述纤芯4提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管2的最内层介质管的内壁为所述纤芯4提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管3分布在最外层；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管1的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管2的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯4区域。
所述第一类矩形环介质管1其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2与所述第一类矩形环介质管1相同方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3的横截面均为矩形；所述包层区域的材质为软玻璃，所述纤芯4区域采用真空填充，所述第一类矩型环介质管1的数目为5，所述第二类矩型环介质管2的数目为2。
实施例4
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管1、第二类矩形环介质管2和第三类矩形环介质管3组成；所述第一类矩形环介质管1的最外层介质管的外壁为所述纤芯4提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管2的最内层介质管的内壁为所述纤芯4提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管3分布在最外层；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管1的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管2的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯4区域。
所述第一类矩形环介质管1其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2与所述第一类矩形环介质管1相同方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3的横截面均为矩形；所述包层区域的材质为塑料，所述纤芯4区域采用空气填充，所述第一类矩型环介质管1的数目为4，所述第二类矩型环介质管2的数目为6。
实施例5
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管1、第二类矩形环介质管2和第三类矩形环介质管3组成；所述第一类矩形环介质管1的最外层介质管的外壁为所述纤芯4提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管2的最内层介质管的内壁为所述纤芯4提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管3分布在最外层；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管1的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管2的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯4区域。
所述第一类矩形环介质管1其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2相对两个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2与所述第三类矩形环介质管3包围的区域相对设置有两个所述第一类矩形环介质管1；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3的横截面均为矩形；所述包层区域的材质为软玻璃，所述纤芯4区域采用真空填充，所述第一类矩型环介质管1的数目为6，所述第二类矩型环介质管2的数目为3。
实施例6
本实用新型提供了一种矩形空心光纤，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯4区域，所述包层区域由第一类矩形环介质管1、第二类矩形环介质管2和第三类矩形环介质管3组成；所述第一类矩形环介质管1的最外层介质管的外壁为所述纤芯4提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管2的最内层介质管的内壁为所述纤芯4提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管3分布在最外层；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3由内到外依次嵌套；所述第一类矩型环介质管1的最外层介质管的外壁和所述第二类矩型环介质管2的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯4区域。
所述第一类矩形环介质管1其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2相对两个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管3的管壁上，所述第二类矩形环介质管2与所述第三类矩形环介质管3包围的区域相对设置有两个所述第一类矩形环介质管1；所述第一类矩形环介质管1、所述第二类矩形环介质管2和所述第三类矩形环介质管3的横截面均为矩形；所述包层区域的材质为塑料，所述纤芯4区域采用空气填充，所述第一类矩型环介质管1的数目为4，所述第二类矩型环介质管2的数目为8。
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种矩形空心光纤，所述光纤包括高折射率的包层区域和低折射率的纤芯区域，其特征在于：所述包层区域由第一类矩形环介质管、第二类矩形环介质管和第三类矩形环介质管组成；所述第一类矩形环介质管的最外层介质管的外壁为所述纤芯提供一部分边界，所述第二类矩形环介质管的最内层介质管的内壁为所述纤芯提供另一部分边界，所述第三类矩形环介质管分布在最外层；所述第一类矩形环介质管、所述第二类矩形环介质管和所述第三类矩形环介质管由内到外依次嵌套；所述第一类矩形环介质管的最外层介质管的外壁和所述第二类矩形环介质管的最内层介质管的内壁包围的区域为所述纤芯区域。
2.根据权利要求1所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述第一类矩形环介质管其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管的管壁上。
3.根据权利要求2所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述第二类矩形环介质管其中一个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管的管壁上。
4.根据权利要求2所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述第二类矩形环介质管其中两个方向的管壁均落在所述第三类矩形环介质管的管壁上。
5.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述第一类矩形环介质管、所述第二类矩形环介质管和所述第三类矩形环介质管的横截面均为矩形。
6.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述包层区域的材质为二氧化硅、软玻璃或塑料中的任意一种。
7.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述纤芯区域采用一种或两种或多种气体填充。
8.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述纤芯区域为真空。
9.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述第一类矩形环介质管的数目为2、3、4、5、6、7、8、9、10。
10.根据权利要求1~4中任意一项权利要求所述的一种矩形空心光纤，其特征在于：所述第二类矩形环介质管的数目为2、3、4、5、6、7、8、9、10。
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| CN112817084A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-18 | 北京交通大学 | 一种用于偏振保持光波段传输的空芯波导 |
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Cited By (3)
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| CN109031517B (zh) * | 2018-10-25 | 2023-06-02 | 江西师范大学 | 一种矩形空心光纤 |
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