一种高双折射的光子晶体光纤的制作方法

本发明涉及光纤领域，具体涉及一种高双折射的光子晶体光纤。

背景技术：

1、光子晶体光纤也称为微结构光纤,最早由英国学者knight等于1992年基于光子晶体的概念提出，此类光纤以空气作为光子晶体中的低折射率材料，它由纤芯及纤芯周围的包层和包层内按照一定规则进行排列的空气孔组成;它的结构设计比较灵活，一些结构参数有着较大的可调性，与一般的光纤相比，光子晶体光纤具有无截止单模传输特性、高双折射特性、高非线性特性、低损耗特性、新颖的色散特性以及可控的有效模式面积等特点，其在光纤传感、光纤通信、非线性光学以及激光等领域都有着广阔的应用前景。

2、对于在截面上非均匀分布的复杂光信号，调制和光纤的传输过程有时需要在不同方向上有不同的处理，高双折射的光子晶体光纤是一种在不同方向上具有不同的性质的光子晶体光纤，它因为这种高双折射的特性，能够对光信号在不同方向上进行不同的处理，因而可以实现高度控制的光信号传输和调制，解决复杂光信号的传输和调制问题。

技术实现思路

1、本发明提出了一种结构较为灵活的高双折射的光子晶体光纤，通过改进光子晶体光纤的结构，使得该光子晶体光纤具有较低的限制性损耗与色散以及较高的双折射，并且结构简单、易实现，满足在光通信和光纤传感的需求。

2、本发明的具体技术方案为： 一种高双折射的光子晶体光纤，所述光子晶体光纤的结构包括包层与纤芯，所述纤芯为包层的核心部分，所述包层沿光纤的横截面为由圆形空气孔和椭圆形空气孔组成的正六边形空气孔阵，孔阵内共三种不同的空气孔，第一种为圆形空气孔，半径为0.5d1,第二种为第一类椭圆空气孔,其尺寸较小，长轴长度为d2，短轴长度为0.5um,第三种为第二类椭圆气孔，其尺寸较大，长轴为1.5d2，短轴长度为0.5d1；以六边形的中点为原点建立xy坐标系，在y轴方向上，两类椭圆空气孔交替排列，，在x轴方向上，左右各有八个第一类椭圆空气孔呈空心九宫格形状排列；圆形空气孔位于九宫格形状的中心空缺位置以及六边形中其余没有空气孔的位置，每个圆形孔彼此之间中心间距为1um，所述光纤在400nm-2000nm带宽范围内，具有较低的色散和限制性损耗，且具有较高的双折射系数，所述d1 、d2是将不同类型空气孔的结构互相联系起来的结构参数。

3、进一步的，所述包层截面为半径为8.6um的圆形。

4、进一步的，所述结构参数d1的取值的范围为0.7um-1um。

5、进一步的，所述结构参数d2的取值的范围为0.6um-1um。

6、进一步的，所述在y轴方向上，交替排列的两类椭圆空气孔，任意相邻的两个椭圆的中心点之间的距离为1um。

7、进一步的，所述在x轴方向上，呈空心九宫格形状排列的左右各八个第一类椭圆空气孔，其中心点距离原点的x轴距离由近至远分别为2um、4um和6um。

8、进一步的，所述光纤结构具有轴对称性。

9、进一步的，所述包层背景材料为硅玻璃实心材料。

10、进一步的，具有很好的结构调节性，可以通过调节孔径、间距等结构参数来改变光子晶体光纤的结构，从而调整光纤的工作波段或在同一波段上的光纤特性。

11、本发明与现有技术相比，具有很好的结构调节性，可以通过调节孔径、间距等结构参数来改变光子晶体光纤的结构，从而调整光纤的工作波段或在同一波段上的光纤特性；经过对光纤各项结构参数的优化，本发明获取了一系列实施方案，对于这些实施方案，光纤能够实现在较宽波长带宽上的低限制损耗和低色散，并且具备高双折射的特点，从而在长距离传输和短距离高精度光信号传输上具有远超现有光纤的优异性能，且能满足相关从业人员对光信号进行更精细的调控的需求。

技术特征：

1.一种高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述光子晶体光纤的结构包括包层与纤芯，所述纤芯为包层的核心部分，所述包层沿光纤的横截面为由圆形空气孔和椭圆形空气孔组成的正六边形空气孔阵，孔阵内共三种不同的空气孔，第一种为圆形空气孔，半径为0.5d1,第二种为第一类椭圆空气孔,其尺寸较小，长轴长度为d2，短轴长度为0.5um,第三种为第二类椭圆气孔，其尺寸较大，长轴为1.5d2，短轴长度为0.5d1；以六边形的中点为原点建立xy坐标系，在y轴方向上，两类椭圆空气孔交替排列，在x轴方向上，左右各有八个第一类椭圆空气孔呈空心九宫格形状排列；圆形空气孔位于九宫格形状的中心空缺位置以及六边形中其余没有空气孔的位置，每个圆形孔彼此之间中心间距为1um，所述光纤在400nm-2000nm带宽范围内，所述d1 、d2是将不同类型空气孔的结构互相联系起来的结构参数。

2.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述包层截面为半径为8.6um的圆形。

3.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述结构参数d1的取值的范围为0.7um-1um。

4.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述结构参数d2的取值的范围为0.6um-1um。

5.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述在y轴方向上，交替排列的两类椭圆空气孔，任意相邻的两个椭圆的中心点之间的距离为1um。

6.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述在x轴方向上，呈空心九宫格形状排列的左右各八个第一类椭圆空气孔，其中心点距离原点的x轴距离由近至远分别为2um、4um和6um。

7.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述光纤结构具有轴对称性。

8.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述包层背景材料为硅玻璃实心材料。

9.根据权利要求1所述高双折射的光子晶体光纤，其特征在于，所述晶体光纤通过调节孔径、间距等结构参数来改变光子晶体光纤的结构，从而调整光纤的工作波段或在同一波段上的光纤特性。

技术总结
本发明涉及光纤技术领域，具体涉及一种高双折射光子晶体光纤，具体结构包括：包层，其中包层的中心部分设置为纤芯，包层沿光纤的横截面有由圆形空气孔和椭圆形空气孔组成的正六边形空气孔阵，孔阵内共三种不同的空气孔,在y轴方向上，两类椭圆空气孔交替排列，在x轴方向上，左右各有八个第一类椭圆空气孔呈空心九宫格形状排列，圆形空气孔在九宫格形状的中心位置和纤芯其他空间排列所述光纤在400nm‑2000nm带宽范围内，具有较低的色散和限制性损耗，且具有很高的双折射系数，对于部分实施例和工作波长，所述光纤限制性损耗可达1dB/km以下，可使用于光纤通信与光纤传感等方面，且能满足对光信号进行高度控制的传输和调制的市场需求。

技术研发人员：刘祥彪,陈子涵
受保护的技术使用者：武汉墨光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9