单偏振光子晶体光纤制造技术

本申请涉及一种单偏振光子晶体光纤，其内形成有轴向贯穿单偏振光子晶体光纤的多个圆形空气孔，多个圆形空气孔包括两个大圆形空气孔、多个小圆形空气孔和多个中圆形空气孔；单偏振光子晶体光纤的横截面为圆形，在横截面上，两个大圆形空气孔依据横截面的圆心左右对称分布；多个小圆形空气孔围绕两个大圆形空气孔设置，由内向外构成尺寸递增的多层多边形气孔环；六边形阵列最外层为多个中圆形空气孔，两相邻中圆形空气孔与两相邻小圆形空气孔圆心间距均为固定的节距，两个大圆形空气孔圆心间距为节距的两倍。本申请单偏振光子晶体光纤的结构简单易于制备。的结构简单易于制备。的结构简单易于制备。

【技术实现步骤摘要】
单偏振光子晶体光纤


[0001]本申请属于光纤
，特别涉及一种单偏振光子晶体光纤。

技术介绍

[0002]光子晶体光纤又称为多孔光纤，由英国Bath大学Russell于1992年提出，一般由未掺杂的石英和空气孔构成，其横截面上周期性排列着沿轴向均匀分布的空气孔。光子晶体光纤以其结构设计灵活、具有普通光纤无法比拟的突出优点，例如温度稳定性好、弯曲损耗低、双折射稳定性好、磁敏感性低、光学噪声小和辐照不敏感等，得到广泛关注和深入研究，在光纤传感、光通信、非线性光学等领域应用前景广阔。近年来，通过调整光子晶体光纤端面结构，例如采用局部掺杂、椭圆孔等手段，可以实现单模单偏振传输。例如中国专利“一种小圆孔星形排列的单模单偏振光子晶体光纤”(公开号CN110426780)中光子晶体光纤断面结构包括大中小三种直径不同的圆形空气孔，但其中的圆形空气孔的设置方式不能实现光纤在弯曲条件下的单偏振性能。
[0003]单模单偏振光子晶体光纤内仅支持一个偏振基模传输，消除了偏振模式耦合、偏振模式色散和偏振相关损耗等现象，可提升光学器件和光传输网络的稳定性，在光纤传感系统、光纤陀螺仪、光纤水听器等方面具有广阔的应用前景。
[0004]现有的通过采用局部掺杂、小孔耦合、椭圆孔等手段实现单模单偏振传输的光子晶体光纤，制造工艺复杂、生产成本高、成品率低、难以批量生产，且在弯曲条件下失去单偏振性能。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种单偏振光子晶体光纤，以解决现有技术中单偏振光子晶体光纤无法满足小弯曲直径下的使用要求的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提出一种单偏振光子晶体光纤，所述单偏振光子晶体光纤内形成有轴向贯穿所述单偏振光子晶体光纤的多个圆形空气孔，所述多个圆形空气孔包括两个大圆形空气孔、多个小圆形空气孔和多个中圆形空气孔；所述单偏振光子晶体光纤的横截面为圆形，在所述横截面上，所述两个大圆形空气孔依据所述横截面的圆心左右对称分布；所述多个小圆形空气孔围绕所述两个大圆形空气孔设置，由内向外构成尺寸递增的多层多边形气孔环；所述多个中圆形空气孔位于多层多边形气孔环的最外层；所述多层多边形气孔环依据正六边形阵列排布，两相邻中圆形空气孔圆心间距为固定的节距，所述两个大圆形空气孔圆心间距为所述节距的两倍，所述多个中圆形空气孔圆心间距也为固定的节距。
[0007]在一个实施例中，所述两个大圆形空气孔的直径均为5.5um
±
0.5um。
[0008]在一个实施例中，所述多个中圆形空气孔的直径均为3.2um
±
0.5um。
[0009]在一个实施例中，所述一个小圆形空气孔的直径为2.2um
±
0.5um。
[0010]在一个实施例中，所述中孔间距为4.4um
±
0.5um。
[0011]在一个实施例中，所述单偏振光子晶体光纤横截面的直径40um、60um、80um或125um。
[0012]在一个实施例中，所述小圆形空气孔位于由外向内的第二层多边形气孔环中。
[0013]在一个实施例中，所述单偏振光子晶体光纤为纯石英材料。
[0014]在一个实施例中，所述多个小圆形空气孔由内向外构成尺寸递增的多层多边形气孔环，所述多层多边形最外层为中圆形空气孔所构成的正六边形，在正六边形的六个角不设置所述中圆形空气孔。
[0015]在一个实施例中，所述两个大圆形空气孔的圆心与其左右的中圆形空气孔的圆心在同一水平线上。
[0016]区别于现有技术，本申请单偏振光子晶体光纤内形成有轴向贯穿单偏振光子晶体光纤的多个圆形空气孔，多个圆形空气孔包括两个大圆形空气孔、多个小圆形空气孔和多个中圆形空气孔；单偏振光子晶体光纤的横截面为圆形，在横截面上，两个大圆形空气孔依据横截面的圆心左右对称分布；多个小圆形空气孔围绕两个大圆形空气孔设置，由内向外构成尺寸递增的多层多边形气孔环；多个中圆形空气分布于多层多边形气孔环的最外层；多层多边形气孔环依据正六边形阵列排布，两相邻小圆形空气孔和两相邻中圆形空气孔圆心间距均为固定的节距，两个大圆形空气孔圆心间距为节距的两倍。本申请仅通过调整圆形空气孔的位置和大小即可在不同弯曲直径下实现不同程度的单偏振效果，结构简单。
附图说明
[0017]通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0018]图1是本申请单偏振光子晶体光纤一实施例的截面结构示意图；
[0019]图2是图1所示单偏振光子晶体光纤实施例在不同弯曲直径下的单偏振性能测试图；
[0020]图3是普通光子晶体光纤的截面结构示意图；
[0021]图4是图3所示普通光子晶体光纤在不同弯曲直径下的单偏振性能测试图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0023]下面结合附图图1
‑
图4来描述本申请。首先参阅图3，可获知现有普通光子晶体光纤中空气孔的结构，由同一尺寸的空气孔依据正六边形围绕排列。单一尺寸的空气孔无法保证单偏振特性，如图4所示，无论是慢轴还是快轴，弯折后的限制损耗几乎相同，因此该种光纤无法实现弯曲状态下的单偏振效果。
[0024]基于此，本申请中设计了两个大圆形空气孔和多个中圆形空气孔来替代常规的小圆形空气孔，其中，两个大圆形空气孔使得纤芯产生高双折射效应。在弯曲时快轴的光会被
耦合出纤芯，慢轴的光将继续以导模的形式在纤芯中传输从而实现单偏振效果。本申请的光纤利用了弯曲诱导模式截止的原理，可实现在特定弯曲直径范围内具有良好的单偏振性能，单偏振光子晶体光纤弯曲直径范围为5mm～30mm。
[0025]具体来说，本实施例的结构可以参阅图1，首先本实施例中单偏振光子晶体光纤采用纯石英材料制成，构成光子晶体光纤。单偏振光子晶体光纤内形成有轴向贯穿单偏振光子晶体光纤的多个圆形空气孔，多个圆形空气孔包括两个大圆形空气孔、多个中圆形空气孔和多个小圆形空气孔。
[0026]单偏振光子晶体光纤的横截面为圆形，在横截面上，两个大圆形空气孔依据横截面的圆心左右对称分布；多个小圆形空气孔围绕两个大圆形空气孔设置，由内向外构成尺寸递增的多层多边形气孔环；多个中圆形空气分布在多层多边形气孔环的最外层。
[0027]多个小圆形空气孔依据正六边形阵列排布，两相邻小圆形空气孔和两相邻中圆形空气孔圆心间距均为固定的节距，两个大圆形空气孔圆心间距为节距的两倍。
[0028]两个大圆形空气孔的圆心与其左右的中圆形空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单偏振光子晶体光纤，其特征在于，所述单偏振光子晶体光纤在弯曲时快轴的光被耦合出纤芯而截止，慢轴的光继续以导模的形式在纤芯中传输，所述单偏振光子晶体光纤弯曲直径范围为5mm
‑
30mm；所述单偏振光子晶体光纤内形成有轴向贯穿所述单偏振光子晶体光纤的多个圆形空气孔，所述多个圆形空气孔包括两个大圆形空气孔、多个小圆形空气孔和多个中圆形空气孔；所述单偏振光子晶体光纤的横截面为圆形，在所述横截面上，所述两个大圆形空气孔依据所述横截面的圆心左右对称分布；所述多个小圆形空气孔围绕所述两个大圆形空气孔设置，由内向外构成尺寸递增的多层多边形气孔环；所述多个中圆形空气孔分布于所述小圆形空气孔构成的多层多边形空气孔环的最外层；所述多个小圆形空气孔依据正六边形阵列排布，两相邻小圆形空气孔圆心间距为固定的节距，所述两相邻中圆形空气孔圆心间距也为同一节距所述两个大圆形空气孔圆心间距为所述节距的两倍。2.根据权利要求1所述的单偏振光子晶体光纤，其特征在于，所述两个大圆形空气孔的直径均为5.5um
±
0.5um。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王也，朱捷，周祝鑫，郑磊，
申请(专利权)人：深圳市同昇光电有限公司，
类型：新型
国别省市：