光子晶体光纤型单模光纤制造技术

所发明专利技术光子晶体光纤型单模光纤，包括纤芯中央圆形分层、包覆在所述纤芯中央圆形分层上的第一环形分层、包覆在所述第一环形分层上的第二环形分层以及包覆在所述第二环形分层上的均匀外包层，所述第一环形分层的折射率低于均匀外包层的折射率。高次模截止波长小于1400nm；在波长1400nm下色散最小值大于2.0ps/(nm·km)；在波长1550nm下有效面积从大于55.0μm2到不小于70.0μm2；在波长1700nm下最大色散不大于11.9ps/(nm·km)。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及单模光纤，尤其涉及，光子晶体光纤型单模光纤。
技术介绍
下面先对本专利技术涉及到的术语给出定义，其中普通术语符合本领域惯例；本说明书的专用术语通过惯用术语说明。光纤各分层的半径以单位μm计，按折射率定义，每一特定分层具有第一折射率点和最后折射率点。从光纤轴线到第一折射率点所在位置的半径是该分层的内半径；从光纤轴线到最后折射率点所在位置的半径是该分层的外半径。参见折射率剖面图，纤芯中央圆形分层的半径从光纤轴线量到该分层的外半径；第一环形分层的宽度从第一环形分层的内半径量到第一环形分层的外半径；第二环形分层的宽度从第二环形分层的内半径量到第二环形分层的外半径。纤芯中央圆形分层、第一环形分层和第二环形分层的相对折射率差Δ0、Δ1和Δ2以单位％计，分别定义为Δ0＝(n02-nc12)/2n02；Δ1＝(n12-nc12)/2n02；Δ2＝(n22-nc12)/2n02；其中，n0和n2分别表示纤芯中央圆形分层和第二环形分层的最大折射率；n1表示第一环形分层的最小折射率；nc1表示外包层的均匀折射率。本说明书使用如下结构变量：H1＝r1-a；H2＝r2-r1；p1＝Δ1/Δ0；p2＝Δ2/Δ0；n1小于nc1的光纤称为凹陷包层光纤，其中相对凹陷深度定义为Δ1和Δ0之比。折射率剖面定义为相对折射率差或折射率与半径之间的关系。纤芯中央圆形分层α折射率剖面定义为Δco(r)＝Δ0[1-(r/a)α]，0≤r≤a，其中，r是所处位置半径；a是所述纤芯中央圆形分层的半径；α取任意值，α大于10可以看作阶跃型折射率剖面。α折射率剖面包括与其光传输性能相似的其他折射率剖面。色度色散系数以单位ps/(nm·km)计，本说明书简称为色散。色度色散斜率系数以单位ps/(nm2·km)计，本说明书简称为色散斜率。有效面积以单位μm2计，定义为Aeff＝2π(∫E2(r)r dr)2/(∫E4(r)r dr)，其中，积分限为0至∞；E(r)是光传播所伴随的电场，r是所处位置半径。宏弯损耗利用下述公式计算： α macro = 10 ln 10 ( π V 8 16 a R b W 3 ) exp ( - 4 R 6 Δ W 3 3 a V 2 ) [ ∫ 0 ∞ ( 1 - g ) F 0 rdr ] 2 ∫ 0 ∞ F 0 2 r 2 rdr ]]> g = n ( r ) 2 - n min 2 n max 2 - n min 2 , V = ka n max 2 - n min 2 ]]> W = a β 2 - ( kn min ) 2 , Δ = n max 2 - n min 2 2 n max 2 ]]>五十年前高锟专利技术的光纤和二十年前如火如荼兴起的光子晶体光纤标志着两大飞跃。光子晶体光纤非线性应用可能孕育科学突破的预言已被2014年诺贝尔医学和生理学奖与化学奖所证实；然而首先问世的无限单模光子晶体光纤迄今一直未能在长途通信光纤中获得商业应用。目前光子晶体光纤研究正从基础科学应用向工业应用转变。本专利所涉及的光子晶体光纤型光纤可以改进无限单模光子晶体光纤，在长途通信光纤中获得商业应用。它是一种尺寸可以和波长比拟的光纤，具有某些类似光子晶体光纤的性能，可以利用光子晶体光纤新颖的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光子晶体光纤型单模光纤，包括纤芯中央圆形分层、包覆在所述纤芯中央圆形分层上的第一环形分层、包覆在所述第一环形分层上的第二环形分层以及包覆在所述第二环形分层上的均匀外包层。所述纤芯中央圆形分层的相对折射率差为Δ0，半径为a；所述第一环形分层的相对折射率差为Δ1，宽度为H1；所述第二环形分层的相对折射率差为Δ2，宽度为H2；所述纤芯中央圆形分层基本上是α折射率剖面，所述第一环形分层和所述第二环形分层基本上是均匀折射率，所述第一环形分层的折射率低于所述均匀外包层的折射率，所述第二环形分层的折射率高于所述均匀外包层的折射率。其特征在于：Δ1H1+Δ2H2＜0；Δ0a+Δ1H1+Δ2H2＞0；初始设计和最终产品参数范围α≥5；Δ0＝0.25到0.50％；Δ1＝‑0.367到‑1.413Δ0；Δ2≤Δ0；a＝3.21到5.69μm；H1＝0.50到1.71a；H2＝0.19到0.45a。

【技术特征摘要】
1.一种光子晶体光纤型单模光纤，包括纤芯中央圆形分层、包覆在所述纤芯中央圆形分层上的第一环形分层、包覆在所述第一环形分层上的第二环形分层以及包覆在所述第二环形分层上的均匀外包层。所述纤芯中央圆形分层的相对折射率差为Δ0，半径为a；所述第一环形分层的相对折射率差为Δ1，宽度为H1；所述第二环形分层的相对折射率差为Δ2，宽度为H2；所述纤芯中央圆形分层基本上是α折射率剖面，所述第一环形分层和所述第二环形分层基本上是均匀折射率，所述第一环形分层的折射率低于所述均匀外包层的折射率，所述第二环形分层的折射率高于所述均匀外包层的折射率。其特征在于：Δ1H1+Δ2H2＜0；Δ0a+Δ1H1+Δ2H2＞0；初始设计和最终产品参数范围α≥5；Δ0＝0.25到0.50％；Δ1＝-0.367到-1.413Δ0；Δ2≤Δ0；a＝3.21到5.69μm；H1＝0.50到1.71a；H2＝0.19到0.45a。2.根据权利要求1所述光纤，其特征在于：最终产品高次模截止波长小于1400nm；在波长1400nm下色散最小值大于2.0ps/(nm·km)；在波长1550nm下有效面积大于55.0μm2。3.根据权利要求2所述光纤，其特征在于：初始设计参数α≥10；Δ0＝0.19到0.45％；Δ1＝-0.367到-0.42Δ0；a＝3.21到3.96μm；H1＝1.06到1.71a；H2＝0.19到0.27a。4.根据权利要求3所述光纤，其特征在于：批量生产可以接受的Δ0a、Δ1H1和Δ2H2的正公差分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪业衡，
申请(专利权)人：汪业衡，
类型：发明
国别省市：上海;31