CN214097854U - 芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤，这种光纤的结构包括由内到外依次纤芯区域、高折射率棒区、应力硼棒阵列区和光纤包层基底区，高折射率棒区设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的高折射棒，应力硼棒阵列区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的掺硼石英棒使有源微结构光纤出射的光为单偏振光，最内层为有源掺杂，如掺镱、掺铒、掺铥、掺钕或无源纤芯，基底区为石英、塑料、软玻璃如硫系玻璃、亚蹄酸盐玻璃、氟化物玻璃等。本实用新型的技术效果是，在纤芯直径大于45微米的情况下，同时实现单模传输和低弯曲损耗，且能实现单偏振性质，解决了单偏振光纤在高功率下的非线性效应问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微结构光纤，特别涉及一种芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤。
背景技术
近年来，高功率光纤激光器，特别是出于相干合成，频率变换等需要的有单偏振性能的高功率光纤激光器在制造加工等方面的应用越来越广泛。为了输出更高的功率，降低高功率下引起的光纤的非线性效应，一般采取扩大有源光纤纤芯面积的方法，当纤芯面积扩大时，根据光纤单模的判定公式，为了保持有源光纤仍为单模输出，在制造光纤时，需要缩小掺杂光纤纤芯和包层的有效折射率差。但是由于通过MCVD等掺杂技术使掺杂光纤纤芯和包层石英的折射率差不能非常小，以至于不能满足扩大纤芯面积的同时保持有源光纤仍为单模输出。随着微结构光纤概念的出现，研究人员通过使光纤的包层变为微结构包层的方法实现了在有源光纤纤芯不大于40微米的情况下，仍然可以保证光纤为单模输出，且弯曲损耗较小。
为了使纤芯直径在大于45微米的情况下，同时满足好的光束质量和低弯曲损耗，研究人员提出来了基于多谐振耦合机理的异质结构包层全固态光子带隙光纤，这种异质结构的包层通过附加的包层谐振的引入可把中心纤芯的高阶模谐振耦合出来，所以可以实现在保持纤芯直径较大时，仍然保证高阶模可以得到好的抑制。
发明内容
为解决单偏振光纤在高功率下的非线性效应问题, 本实用新型明提供一种芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤，基于多谐振耦合机理的异质结构包层全固态光子带隙光纤，以使该光纤纤芯直径在大于45微米的情况下，单模运转且弯曲损耗较小，且能实现单偏振性质。具体技术方案是，一种芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤，其特征在于：由内到外依次分为有源或无源纤芯区域、高折射率棒区域、应力硼棒阵列区域和光纤包层基底区域，所述的有源或无源纤芯区域，为数根有源掺杂或无源掺杂纤芯组成，纤芯总直径大于45微米，所述高折射率棒区域，高折射率棒以数根为一胞，以有源或无源纤芯区域的纤芯轴心为中心沿光纤轴向分布、环绕于纤芯周围，高折射率棒的中心间距为10μm-30μm，高折射率棒的直径为2-25μm；所述的应力硼棒阵列区域，在纤芯区域的两侧对称的放置若干硼棒形成应力区；所述的光纤包层基底区域为石英，软玻璃如硫系玻璃、亚蹄酸盐玻璃、氟化物玻璃，塑料构成的管状体裹覆于高折射率棒区域外层。
本实用新型的技术效果是，在纤芯直径大于45微米的情况下，同时实现单模传输和低弯曲损耗，且能实现单偏振性质，解决了单偏振光纤在高功率下的非线性效应问题。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的光纤横截面结构示意图；
图2是本实用新型的实施例2的光纤横截面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
下面将参照附图和实施例具体描述本实用新型。
实施例一
如图1所示，有源或无源纤芯区域1材料为有源掺杂的石英材料，光纤纤芯为7胞芯，光纤包层基底区域4材料为石英材料。高折射率棒区域2为三胞包层芯的高折射率掺锗棒阵列和两胞包层芯的高折射率掺锗棒阵列的混合区域，靠近光纤纤芯的对称的一对三胞包层芯和两胞包层芯为应力硼棒阵列区域3，高折射率掺锗棒的中心间距为13.2μm，高折射率掺锗棒的直径为2.9μm，高折射率掺锗棒相对于石英的相对折射率差为0.0012。应力硼棒相对于石英的相对折射率差为0.008，应力硼棒的直径为7.9μm，相邻硼棒间距为13.2μm。
实施例二
如图2中所示，光纤纤芯区域材料为石英材料，光纤纤芯为19胞芯，光纤基底材料为石英材料，光纤高折射率棒区域2为四胞钻石型包层芯高折射率掺锗棒阵列，应力硼棒阵列区域3为在纤芯两侧对称的硼棒区。高折射率掺锗棒的折射率为渐变折射率型，折射率峰值相对于石英的相对折射率差为0.03。高折射率掺锗棒的直径为9.4μm，相邻高折射率掺锗棒的间距为11.9μm，应力硼棒相对于石英的相对折射率差为0.008，应力硼棒的直径为7.2μm，相邻硼棒间距为11.9μm。
这种基于多谐振耦合机理的异质结构包层，使光纤纤芯直径在大于45微米的情况下，同时实现单模传输和低弯曲损耗，且仍然保持单偏振光，解决了单偏振光纤在高功率下的非线性效应问题。
这种芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤制备，采用常用的堆积—拉丝法，即把拉制好的高折射率棒、有源掺杂或无源芯棒、硼棒堆积成光纤预制棒，再拉制成光纤。
尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施例，本实用新型不仅局限于上述具体实施例，本领域的技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型。因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (1)
1.一种芯径45微米以上可弯曲全固态单偏振光子带隙光纤，其特征在于：由内到外依次分为有源或无源纤芯区域（1）、高折射率棒区域（2）、应力硼棒阵列区域（3）和光纤包层基底区域（4），所述的有源或无源纤芯区域（1），为数根有源掺杂或无源掺杂纤芯组成，纤芯总直径大于45微米，所述高折射率棒区域（2），高折射率棒以数根为一胞，以有源或无源纤芯区域（1）的纤芯轴心为中心沿光纤轴向分布、环绕于纤芯周围，高折射率棒的中心间距为10μm-30μm，高折射率棒的直径为2-25μm；所述的应力硼棒阵列区域（3），在纤芯区域的两侧对称的放置若干硼棒形成应力区；所述的光纤包层基底区域（4）为石英，软玻璃如硫系玻璃、亚蹄酸盐玻璃、氟化物玻璃，塑料构成的管状体裹覆于高折射率棒区域（2）外层。
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2020
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