一种高非线性光子晶体光纤制造技术

技术编号:13278452 阅读:80 留言:0更新日期:2016-05-19 03:08
本发明专利技术公开了一种高非线性光子晶体光纤,涉及光子晶体波导结构领域,所述微孔区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的空气孔;若干所述空气孔以纤芯轴心为中心,环绕于所述纤芯周围设置至少六层环圈,从内到外依次为第一层环圈、第二层环圈、第三层环圈、第四层环圈、第五层环圈和第六层环圈,且每层环圈的截面呈正六边形,每层环圈分别由若干空气孔排列组成,所述第一层环圈至所述第六层环圈的空气孔的孔内径依次为D1、D2、D3、D4、D5、D6,且D1<D3=D5<D2=D4=D6。本发明专利技术具有一定的色散平坦特性,在一定范围内形成良好的非线性传输,为高非线性的应用提供更好的支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光子晶体波导结构领域,具体涉及一种高非线性光子晶体光纤
技术介绍
光子晶体光纤又称为多孔光纤或微结构光纤。随着光子技术的深入发展,非线性 效应这一以往认为对光纤通信不利的因素,现在也越来越受到人们的重视。传统光纤内的 四波混频、受激拉曼散射以及受激布理渊散射等非线性效应可以在非线性光学器件的研制 中发挥重要作用,从而为全光通信的发展做出贡献。传统光纤受制于制造工艺与结构,非线 性效应的特性难以很好利用。光子晶体光纤可以通过改变光纤包层与纤芯的几何结构有效 地控制和调节其中的非线性光学过程,诸如通过产生脉冲压缩和展宽、光孤子的形成和受 激拉曼散射的增强等效应,另外也有自相位调制、二次谐波和四波混频等参量过程。这使得 光子晶体光纤的非线性效应独具特点,特别是利用激光脉冲通过光子晶体光纤产生的超连 续谱的现象引起了人们的极大关注的许多特性与光纤的结构密切相关,使其具有了许多传 统光纤所不具备的优点。 对于光通信和光传感应用领域而言,用于非线性效应的高非线性光子晶体光纤具 有潜在的巨大需求,这方面的研究工作还处于较为前沿的研究阶段,尚未有具有实用化效 果的相关广品。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种高非线性光子晶体光 纤,本专利技术具有一定的色散平坦特性,在一定范围内形成良好的非线性传输,为高非线性的 应用提供更好的支撑。 为达到以上目的,本专利技术采取的技术方案是: -种高非线性光子晶体光纤,由内到外依次为包括纤芯、微孔区和包层,所述微孔 区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的空气孔; 若干所述空气孔以纤芯轴心为中心,环绕于所述纤芯周围设置至少六层环圈,从 内到外依次为第一层环圈、第二层环圈、第三层环圈、第四层环圈、第五层环圈和第六层环 圈,且每层环圈的截面呈正六边形,每层环圈分别由若干空气孔排列组成,所述第一层环圈 至所述第六层环圈的空气孔的孔内径依次为 在上述技术方案的基础上,所述微孔区共设有X层环圈,且第X层环圈空气孔的孔 内径为D x,且当x>6时,Dx = D6。 在上述技术方案的基础上,所述第一层环圈中空气孔的数量为6,第X层环圈的空 气孔的数量Nx=(x-1)*6,其中,X之2。 在上述技术方案的基础上,所述第一层环圈中相邻空气孔的孔间距为Ι.Ομπι~2.0 μπι,空气孔的孔内径D^O. 4μπι~1.4μπι,占空比为40 %~70 %。 在上述技术方案的基础上,所述第三层环圈和第五层环圈中相邻空气孔的孔间距 为3 · ΟμL?~6 · ΟμL?,空气孔的孔内径D3和D5为Ο · 9μπι~3 · ΟμL?,占空比为30%~50%。在上述技术方案的基础上,第二层环圈、第四层环圈和第六层环圈中相邻空气孔 的孔间距为3. ΟμL?~6. ΟμL?,空气孔的孔内径D2、D4和D6为2.5μπι~5.4μL?,占空比均为70 %~ 90% 〇 在上述技术方案的基础上,该光纤的传输波段范围为800nm~1560nm,在800nm时 最大非线性系数为563^^1^、 在上述技术方案的基础上,所述纤芯直径为1. Ομπι~2. Ομπι。 在上述技术方案的基础上,所述包层直径为80μπι~160μπι。 与现有技术相比,本专利技术的优点在于: (1)本专利技术的一种高非线性光子晶体光纤,由极小空气孔围成的第一层环圈先包 围纤芯从而形成良好光波导结构,可以有效避免单纯大空气孔包围小纤芯带来的纤芯变 形,从而可有效形成单模传输。 (2)本专利技术的一种高非线性光子晶体光纤,通过极小空气孔和多重大空气孔的组 合结构,可以在800nm~1550nm的宽范围内形成良好非线性传输,光纤的色散控制也可良好 实现。【附图说明】 图1为本专利技术的结构示意图。 图中:10-纤芯10,21_第一层环圈,22-第二层环圈,23-第三层环圈,24-第四层环 圈,25-第五层环圈,26-第六层环圈,27-第七层环圈。【具体实施方式】 以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。 参见图1所示,本专利技术实施例提供一种高非线性光子晶体光纤,由内到外依次为包 括石英纤芯10、微孔区和包层,微孔区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的空气孔; 若干空气孔以纤芯10轴心为中心,环绕于纤芯10周围截面呈正六边形,微孔区共 设有X层环圈,且第X层环圈空气孔的孔内径为D x,本实施例中共设置七层环圈,由内至外依 次为第一层环圈21、第二层环圈22、第三层环圈23、第四层环圈24、第五层环圈25、第六层环 圈26和第七层环圈27,每层环圈的截面呈正六边形,每层环圈分别由若干空气孔排列组成, 第一层环圈21至第七层环圈26的空气孔的孔内径依次为为0 1、02、03、04、05、06、07,且01<03 = D5<D2 = D4 = D6 = D7;第一层环圈21中空气孔的数量为6,第X层环圈的空气孔的数量Nx = (x-l)*6,其中,x22。 石英纤芯10的直径为1· Ομπι~2 · Ομπι。 第一层环圈21中的6个空气孔围绕纤芯10,相邻空气孔的孔间距为1. Ομπι~2. Ομπι, 空气孔的孔内径Di为0.4μπι~1.4μπι,占空比为40 %~70 %。第二层环圈22、第四层环圈24、第六层环圈26和第七层环圈27中每层环圈的空气 数量分别6个、18个、30个和36,每一层环圈中相邻空气孔的孔间距为3 · Ομπι~6 · Ομπι,空气孔 的孔内径D2、D4、D6和D7为2·5μπι~5·4μπι,占空比均为70%~90%。第三层环圈23和第五层环圈25中每层环圈的空气孔数量分别为12个和24个,相邻 空气孔的孔间距为3. ΟμL?~6. ΟμL?,空气孔的孔内径D3和05为0.9μπι~3. ΟμL?,占空比为30%~ 50% 〇 在本专利技术中微孔区共设有X层环圈,且当χ>6时,第六层以外第X层环圈的空气孔 内径、相邻孔间距和占空比均与第六层环圈26的相同,其中孔间距为3.Ομπι~6.Ομπι,空气孔 的孔内径D x为2.5μπι~5.4μπι,占空比均为70%~90%,且第x层环圈的空气孔的数量Nx=(χ-l)*6,其中,x22。 下面通过具体的实施例对本专利技术作进一步说明。 表1为根据石英包层直径从80μπι~160微米的不同尺寸规格,本专利技术的高非线性光 子晶体光纤的具体规格。 实施例1 高非线性光子晶体光纤的包层直径为80μπι、纤芯10直径为Ι.ΟΟμπι,第一层环圈2当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高非线性光子晶体光纤,由内到外依次为包括纤芯(10)、微孔区和包层,其特征在于:所述微孔区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的空气孔;若干所述空气孔以纤芯(10)轴心为中心,环绕于所述纤芯(10)周围设置至少六层环圈,从内到外依次为第一层环圈(21)、第二层环圈(22)、第三层环圈(23)、第四层环圈(24)、第五层环圈(25)和第六层环圈(26),且每层环圈的截面呈正六边形,每层环圈分别由若干空气孔排列组成,所述第一层环圈(21)至所述第六层环圈(26)的空气孔的孔内径依次为D1、D2、D3、D4、D5、D6,且D1<D3=D5<D2=D4=D6。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:罗文勇刘志坚杜城李伟柯一礼孔明
申请(专利权)人:烽火通信科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1