PCF型光纤预制棒的制作方法

本实用新型涉及光纤技术领域，具体而言涉及一种PCF型光纤预制棒。

背景技术：

光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers，PCF)又被称为微结构光纤，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播。光子晶体光纤的很多奇特的性质，例如可以在很宽的带宽范围内只支持一个模式传输；包层区气孔的排列方式能够极大地影响模式性质；排列不对称的气孔也可以产生很大的双折射效应，这为我们设计高性能的偏振器件提供了可能。

光子晶体光纤的制备工艺一般是先将毛细管或者丝拼接到石英管中形成预制棒，然后将预制棒在拉丝塔上高温熔融拉成光纤。但是在拉丝的过程中，毛细管的微结构会发生变形，这样光子晶体光纤原有的设计结构将发生变化。但是要保证毛细管及其拼接结构的稳固不变形是非常困难的。同时，现有的拉丝工艺中，要求毛细管的壁厚很薄，并且尺寸均匀，但这样的多组毛细管的成本将是极高的。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种PCF型光纤预制棒，包括微结构层、混合结构层以及石英套管，其中：

微结构层由多个石英管均匀分布形成第一环形结构，每个石英管具有相同的第一内径和第一外径；

混合结构层多个石英管和石英纤维束均匀分布形成圆环形结构，其中石英管分布在圆环的外侧，石英纤维束分布在圆环的内侧并与微结构层直接接触；所述混合结构层中的石英管具有第二内径和第二外径，所述第二外径与所述第一外径的数值相同，所述第二内径是所述第一内径的数值的两倍以上；

微结构层位于混合结构层的中心位置；

微结构层和混合结构层集束在石英套管所定义的内孔中，并且在混合结构层与石英套管接触的空隙中填充与空隙大小相当的石英纤维束。

进一步的实施例中，所述第一环形结构为正四边形或者正六边形结构，并具有一中空部分。

进一步的实施例中，所述混合结构层中的石英纤维束的外径与混合结构层以及微结构层的石英管的外径相同。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是根据本实用新型某些实施例的PCF型光纤预制棒的截面结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

根据本实用新型的实施例，一种PCF型光纤预制棒，包括微结构层、混合结构层以及石英套管。微结构层和混合结构层均集束后设置在石英套管内形成预制棒。

如图1所示，微结构层由多个石英管1均匀分布形成第一环形结构，每个石英管1具有相同的第一内径和第一外径。

混合结构层多个石英管2和石英纤维束3均匀分布形成圆环形结构，其中石英管2分布在圆环的外侧，石英纤维束3分布在圆环的内侧并与微结构层直接接触。所述混合结构层中的石英管2具有第二内径和第二外径，所述第二外径与所述第一外径的数值相同，所述第二内径是所述第一内径的数值的两倍以上。

本实用新型的实施例中，石英管1和石英管2均为微米级的毛细管。

结合图1所示，微结构层位于混合结构层的中心位置。

微结构层（由石英管1构成）和混合结构层（由石英管2和石英纤维束3构成）集束后，设置在石英套管6所定义的内孔中。

并且，在混合结构层与石英套管接触的空隙中填充与空隙大小相当的石英纤维束，如图1所示的，截面直径较小的石英纤维束4和截面直径较大的石英纤维束5。

结合图1，所述第一环形结构为正四边形或者正六边形结构，并具有一中空部分。

混合结构层中的石英纤维束2的外径与混合结构层以及微结构层的石英管（1、3）的外径相同。

在本实用新型的具体的实现过程中，所述石英套管6的厚度为3mm，内径为15mm。

在石英套管6确定尺寸指导下，第一外径和第一外径均为300um，第一内径为50um，第二内径为160um。

综上所述，本实用新型的PCF光纤预制棒，简化了传统的使用均匀一致且薄壁的石英管的方式，采用混合的排丝方式来降低成本，同时通过这样的混合排丝方式可进一步稳定控制和补偿石英管的直径变化，控制其空隙变化，从而提升预制棒的性能以及在拉伸制备光纤时的效率和成本。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。