本发明专利技术公开了一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤，属于光纤技术领域。该光子晶体光纤有效模场由多个芯径为１－２微米的光纤集束构成，每个小纤芯周围有小空气孔构成包层，集束小芯外围为多层大空气孔包层结构。本发明专利技术的优点在于：该光子晶体光纤保持和提高了原有的高非线性特性，并具有较大的有效模场面积，能够承受较大的泵浦能量，与高功率光子晶体光纤锁模激光器结合，能够构成小型化、高功率的超连续激光源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤，属于光纤
技术介绍
超连续激光源(白光激光器)是一种光谱分布很宽激光光源，由此产生的光谱分辨技 术在光通信、生命科学、军事等领域得到了广泛的应用。然而采用小芯径的光子晶体光纤产生超连续存在明显的缺点来自其芯径 的有效面积仅有几平方微米，当聚焦后的高功率泵浦超过材料的破坏阈值时导致光纤端面 被破坏，即传统高非线性光子晶体光纤不能承受较高的入射功率，结果使超连续激光源的 输出功率普遍较低。这就导致了一对矛盾，即频率转换效率反比于光纤的芯径，而承受高 入射功率则需要大的光纤芯径。参考文献 R.R. Alfano, Eds, "The supercontinuum laser source", Springer-Verlag, 1989. J.C.Knight， T.A.Birks, RS丄Russel, "All-silica single-mode optical fiber with photoniccrystal cladding", Opt. Lett.， Vol.21，No. 19(1996)1547-1549. 胡明列，王清月，栗岩锋，王专，张志刚，柴路，章若冰，"飞秒激光在光子晶体光纤中产生超连续光谱机制的实验研究"，《物理学报》，第53巻，第12期(2004)，页4243—4247。 G Genty, S.Coen， J. M. Dudley, "Fiber supercontinuum source(Invited)"， J. Opt. Soc. Am.B.Vo1.24， No.8(2007)177卜1785. 栗岩锋，胡明列，王清月，"光子晶体光纤的超连续光谱及其应用"，《光电子.激光》，第14巻，第ll期(2003)，页:1240—12
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤，该光 子晶体光纤具有高非线性，频率转换效率较高的特性。本专利技术是通过以下技术方案加以实现的， 一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非 线性光子晶体光纤，其特征在于，该光纤的有效模场由多个芯径为l-2微米的光纤集束构 成，每个小纤芯周围有小空气孔构成包层，其中小空气孔的直径为Dp (KD^纤芯直 径；相邻的两个小空气孔的中心距为A,，取值满足D,/A产0.3-0.8;集束小芯外围为多层大空气孔包层结构，其中大空气孔的直径为D2，纤芯直径<02<八2;相邻的两个大空气孔的中心距为A2，取值满足02/八2=0.8-0.95。 上述的多小芯径集束为7芯或19芯结构。本专利技术的优点在于(1)由多个小芯径集成的新型光子晶体光纤设计在保持(提高)原有高非线性光子晶体光纤特性的同时，具有了较大的有效模场面积，因此这种光子晶体光纤能够承受较大的泵浦能量，可用于产生高功率超连续激光。(2)通过调整内外空气孔 包层中的孔间距和直径以及形状，可以方便调整光纤的零色散点，并使一根光纤同时适应 二个以上激光波长。(3)将小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤与高 功率光子晶体光纤锁模激光器结合，能够构成小型化、高功率的超连续激光源。附图说明图1为本专利技术7芯的小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤的 结构示意图。图中l为小芯径纤芯；2为小纤芯周围内的小空气孔包层；3为集束小纤芯周围的 大空气孔内包层；4为光纤外包层。图2为本专利技术19芯的小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤的结 构示意图。图3为现有的高非线性光子晶体光纤的照片图。 具体实施例方式本专利技术的基于多小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤如附图1、 2所示，具体实施方式如下大有效模场面积的高非线性光子晶体光纤是由多个小芯径(l-2pm)纤芯汇集而成， 每个小芯周围包围一层小空气孔，整个集束小芯周围再包围多层大空气孔；该光纤适用于 各种光纤材料；通过调节周围空气孔的孔中心距(A)和空气孔直径(D)就可以调整零 色散点的位置，以适应不同波段激光器的需要。具体实施例l:对于石英材料，零色散在 800nm波段，7芯集成(见附图l)，内包层空气孔参数Ai二2.(Him， D尸1.6pm，外包层空气孔参数A2=4.5pm， Df3.90pm，构成有效模面积为58.2pm2;具体实施例2:对 于石英材料，零色散在1550nm波段，7芯集成(见附图1 )，内包层空气孔参数:A1 = 2. O,， D尸1.32pm，外包层空气孔参数A2 = 4. 5nm， D2=3.90pm，构成有效模面积为33.4pm2; 具体实施例3:对于石英材料，零色散在1400nm波段，19芯集成(见附图2)，内包层空 气孔参数A1 = 2. Opm， D尸0.8pm，外包层空气孔参数A2 = 4. 5pm， D2=3.9(Hmi,构成 有效模面积为153.7pm2。拉制方法由于该种大模场面积和高非线性的光子晶体光纤的 使用长度一般在1一10米量级，因此预制棒制作采取按要求尺寸和温度梯度的比例选择棒 (管)堆积成型，外加套管固定；适当拉伸后取中段，检测参数；合格后再次适当拉伸后 取中段，该过程直至获得所要求的预制棒尺寸；最后在光纤拉制塔上拉制成光纤。权利要求1.一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤，其特征在于，该光纤的有效模场由多个芯径为1-2微米的光纤集束构成，每个小纤芯周围有小空气孔构成包层，其中小空气孔的直径为D1，0＜D1＜纤芯直径；相邻的两个小空气孔的中心距为Λ1，取值满足D1/Λ1＝0.3-0.8；集束小芯外围为多层大空气孔包层结构，其中大空气孔的直径为D2，纤芯直径＜D2＜Λ2；相邻的两个大空气孔的中心距为Λ2，取值满足D2/Λ2＝0.8-0.95。2.按权利要求1所述的小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤， 其特征在于，小芯径集束为7芯或19芯结构。全文摘要本专利技术公开了一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤，属于光纤
该光子晶体光纤有效模场由多个芯径为1-2微米的光纤集束构成，每个小纤芯周围有小空气孔构成包层，集束小芯外围为多层大空气孔包层结构。本专利技术的优点在于该光子晶体光纤保持和提高了原有的高非线性特性，并具有较大的有效模场面积，能够承受较大的泵浦能量，与高功率光子晶体光纤锁模激光器结合，能够构成小型化、高功率的超连续激光源。文档编号G02B6/02GK101303432SQ200810053629公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月25日 优先权日2008年6月25日专利技术者路 柴, 栗岩锋, 王清月, 程同蕾, 胡明列 申请人:天津大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小芯径集束型的大有效模场面积和高非线性光子晶体光纤，其特征在于，该光纤的有效模场由多个芯径为１－２微米的光纤集束构成，每个小纤芯周围有小空气孔构成包层，其中：小空气孔的直径为Ｄ１，０＜Ｄ↓［１］＜纤芯直径；相邻的两个小空气孔的中心距为Λ↓［１］，取值满足Ｄ↓［１］／Λ↓［１］＝０．３－０．８；集束小芯外围为多层大空气孔包层结构，其中：大空气孔的直径为Ｄ↓［２］，纤芯直径＜Ｄ↓［２］＜Λ↓［２］；相邻的两个大空气孔的中心距为Λ↓［２］，取值满足Ｄ↓［２］／Λ↓［２］＝０．８－０．９５。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：柴路，王清月，程同蕾，栗岩锋，胡明列，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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