一种细径实芯保偏微结构光纤及其制备方法技术

本发明专利技术属于微结构光纤和光纤陀螺技术领域，公开了一种细径实芯保偏微结构光纤及其制备方法，光纤的剖面为圆形，光纤由内到外依次包括纤芯、气孔包层和石英包层；气孔包层的层数至少为一层，每层气孔包层中的多个气孔以光纤的剖面圆心为中心，呈六边形排布；第一层的气孔包层由四个大气孔和两个小气孔组成，并呈横向轴对称。本发明专利技术提供的细径实芯保偏微结构光纤具有良好的双折射性能以及较低的传输损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种细径实芯保偏微结构光纤及其制备方法


[0001]本专利技术属于微结构光纤和光纤陀螺
，更具体地，涉及一种细径实芯保偏微结构光纤及其制备方法。

技术介绍

[0002]全内反射型实芯微结构光纤由单一的纯SiO2构成，其中纤芯为纯SiO2，包层按一定规则排布气孔。光在实芯微结构光纤导光原理采用的是全内反射原理，这与传统阶跃型光纤的导光原理相似。微结构光纤的面世，大大提高了在光纤结构设计上的灵活性，同时也给保偏微结构光纤的设计带来了灵活性，通过微结构光纤包层中气孔大小和排布，破坏光纤结构的对称性，从而提高光传输过程中的双折射。与需要通过掺杂和施加应力来实现双折射的传统保偏光纤相比，细径保偏微结构光纤可以做到材料单一，结构设计灵活，在光纤陀螺运用方面，能够在实现光纤陀螺小型化、轻量的同时保持光纤陀螺的温度稳定性以及精确度。
[0003]近年来，人们利用设计自由度大的优势，设计了各类在双折射效应和抵抗环境变化都优于传统保偏光纤的保偏光子晶体光纤，但其传输衰耗一直高于传统保偏光纤。如何提高光纤双折射效应，降低传输衰耗，并使光纤小型化，成为设计保偏微结构光纤的重要课题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种细径实芯保偏微结构光纤及其制备方法，使其具有良好的双折射性能和较低的传输损耗，满足高精度光纤陀螺的应用需求。
[0005]本专利技术提供一种细径实芯保偏微结构光纤，光纤的剖面为圆形，所述光纤由内到外依次包括纤芯、气孔包层和石英包层；所述气孔包层的层数至少为一层，每层所述气孔包层中的多个气孔以光纤的剖面圆心为中心，呈六边形排布；第一层的气孔包层由四个大气孔和两个小气孔组成，并呈横向轴对称。
[0006]优选的，所述气孔包层的层数为两层，第二层的气孔包层由12个小气孔组成。
[0007]优选的，所述气孔包层的层数为三层，第二层的气孔包层由12个小气孔组成，第三层的气孔包层由18个小气孔组成。
[0008]优选的，所述气孔包层的层数为四层，第二层的气孔包层由12个小气孔组成，第三层的气孔包层由18个小气孔组成，第四层的气孔包层由24个小气孔组成。
[0009]优选的，相邻两气孔之间的距离Λ为3.50～9.00μm；所述大气孔的直径D为3.50～9.00μm，大气孔占空比D/Λ为0.38～1.20；所述小气孔的直径d为2.00～6.50μm，小气孔占空比为d/Λ为0.22～0.75；所述石英包层的直径d
cl
为60～100μm。
[0010]优选的，所述光纤还包括包覆在所述石英包层外的涂覆层，所述涂敷层的直径d
co
为100～165μm。
[0011]优选的，所述光纤在波长1550nm处的传输衰耗小于等于3.00dB/km，在波长1310nm
处的传输衰耗小于等于5.00dB/km；所述光纤在波长1550nm处的拍长小于等于5.00mm，在波长1310nm处的拍长小于等于4.23mm；所述光纤在波长1550nm处的模场直径小于等于7.00μm，在波长1310nm处的模场直径小于等于8.00μm；所述光纤在波长1550nm处的偏振消光比大于等于25dB/100m，在波长1550nm处的偏振消光比大于等于15dB/1000m。
[0012]优选的，所述光纤在波长1550nm处的传输衰耗小于等于2.00dB/km，在波长1310nm处的传输衰耗小于等于2.00dB/km；所述光纤在波长1550nm处的拍长小于等于1.98mm，在波长1310nm处的拍长小于等于1.60mm；所述光纤在波长1550nm处的模场直径小于等于5.87μm，在波长1310nm处的模场直径小于等于6.00μm；所述光纤在波长1550nm处的偏振消光比大于等于30dB/100m，在波长1550nm处的偏振消光比大于等于25dB/1000m。
[0013]优选的，所述纤芯、所述气孔包层和所述石英包层均采用纯石英玻璃材料制备而成。
[0014]优选的，所述纤芯、所述气孔包层和所述石英包层均采用掺氟石英玻璃材料制备而成，所述掺氟石英玻璃材料相对于纯石英玻璃材料的相对折射率差为
‑
0.01％～
‑
0.90％。
[0015]另一方面，本专利技术提供一种上述的细径实芯保偏微结构光纤的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将毛细管进行堆积形成预制棒，所述预制棒中的气孔包层包括多个所述毛细管；
[0017]对所述预制棒进行光纤拉制，通过分区独立地控制各个所述毛细管内的压力，得到所述细径实芯保偏微结构光纤。
[0018]本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0019]本专利技术提供的一种细径实芯保偏微结构光纤的剖面为圆形，光纤由内到外依次包括纤芯、气孔包层和石英包层；其中，气孔包层的层数至少为一层，每层气孔包层中的多个气孔以光纤的剖面圆心为中心，呈六边形排布；第一层的气孔包层由四个大气孔和两个小气孔组成，并呈横向轴对称。本专利技术通过在气孔包层中引入四个大气孔，破坏了微结构光纤结构的六角对称性，使纤芯形成类椭圆的结构，致使在光纤的两基模方向上的传播常数不同，使得光在X轴与Y轴方向上的折射率不同，从而增强光纤的双折射性能，使得本专利技术提供的细径实芯保偏微结构光纤具有良好的双折射性能，有利于提高光纤陀螺的精确度与稳定性。此外，本专利技术中气孔包层的层数可以低至一层，通过减少气孔包层的层数，可以减小包层直径和涂敷层直径，实现光纤陀螺的小型化，轻量化设计。此外，本专利技术中的气孔包层的层数可根据应用需要进行调节，细径实芯保偏微结构光纤的设计具有灵活性。综上，本专利技术提供了一种有别于现有技术的可供选择的细径实芯保偏微结构光纤方案，且具有较小的衰减和良好的双折射效应，本专利技术结构设计简单，有利于工艺实现和批量化生产。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种细径实芯保偏微结构光纤的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的一种细径实芯保偏微结构光纤的x偏振态的基模；
[0022]图3为本专利技术实施例提供的一种细径实芯保偏微结构光纤的y偏振态的基模。
[0023]其中，1
‑
纤芯、2
‑
大气孔、3
‑
小气孔、4
‑
石英包层。
具体实施方式
[0024]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0025]本实施例提供了一种细径实芯保偏微结构光纤，参见图1，光纤的剖面为圆形，所述光纤由内到外依次包括纤芯1、气孔包层和石英包层4；所述气孔包层的层数至少为一层，每层所述气孔包层中的多个气孔以光纤的剖面圆心为中心，呈六边形排布；第一层的气孔包层由四个大气孔2和两个小气孔3组成，并呈横向轴对称。
[0026]本专利技术中所述气孔包层的层数可根据应用需要进行调节，例如：
[0027](1)所述气孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，光纤的剖面为圆形，所述光纤由内到外依次包括纤芯、气孔包层和石英包层；所述气孔包层的层数至少为一层，每层所述气孔包层中的多个气孔以光纤的剖面圆心为中心，呈六边形排布；第一层的气孔包层由四个大气孔和两个小气孔组成，并呈横向轴对称。2.根据权利要求1所述的细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，所述气孔包层的层数为两层，第二层的气孔包层由12个小气孔组成。3.根据权利要求1所述的细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，所述气孔包层的层数为三层，第二层的气孔包层由12个小气孔组成，第三层的气孔包层由18个小气孔组成。4.根据权利要求1所述的细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，所述气孔包层的层数为四层，第二层的气孔包层由12个小气孔组成，第三层的气孔包层由18个小气孔组成，第四层的气孔包层由24个小气孔组成。5.根据权利要求1所述的细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，相邻两气孔之间的距离Λ为3.50～9.00μm；所述大气孔的直径D为3.50～9.00μm，大气孔占空比D/Λ为0.38～1.20；所述小气孔的直径d为2.00～6.50μm，小气孔占空比为d/Λ为0.22～0.75；所述石英包层的直径d
cl
为60～100μm。6.根据权利要求1所述的细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，所述光纤还包括包覆在所述石英包层外的涂覆层，所述涂敷层的直径d
co
为100～165μm。7.根据权利要求1所述的细径实芯保偏微结构光纤，其特征在于，所述光纤在波长1550nm处的传输衰耗小于等于3.00dB/km，在波长1310nm处的传输衰耗小于等于5.00dB/km；所述光纤在波长1550nm处的拍长小于等于5.00mm，在波长13...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭鑫，李鹏，王瑞春，毛明锋，张磊，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：