一种单空气孔熊猫型保偏光纤及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单空气孔熊猫型保偏光纤及其制备方法，属于双折射光纤技术领域，所述光纤包括基底包层

【技术实现步骤摘要】
一种单空气孔熊猫型保偏光纤及其制备方法


[0001]本专利技术涉及双折射光纤
，尤其是一种单空气孔熊猫型保偏光纤及其制备方法
。

技术介绍

[0002]高双折射光纤能够在光传输过程中保持偏振，可以进行相位调制和偏振调制，因此被广泛应用于光纤传感
、
光纤通信系统和精密光学仪器领域
。
[0003]现有技术中，双折射光纤可分为两类：一类是一般的保偏光纤，其双折射是通过在光纤芯周围引入应力而引起的，熊猫型保偏光纤（如图3所示）和蝶型保偏光纤是这类光纤的典型代表，其双折射系数比其他类型的光纤高很多个数量级，最高达到
10
‑4级；另一类是光子晶体保偏光纤，光子晶体光纤横截面是由周期性排列的气孔组成，光子晶体保偏光纤通过破坏其光纤横截面的圆形对称性，被制作成不对称的结构，从而产生非常强的双折射现象，通过改变气孔的数量和大小或改变气孔的间距，可以得到比普通保偏光纤高几个数量级的高双折射光纤
。
[0004]然而，这种高双折射光纤的制造技术是很困难和复杂的，所以有必要研发一种制备方法简单的高双折射的单空气孔熊猫型保偏光纤
。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种单空气孔熊猫型保偏光纤及其制备方法，旨在解决现有技术中保偏光纤双折射系数不高的问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种单空气孔熊猫型保偏光纤，包括基底包层
、
圆形纤芯
>、
一个圆形应力区和一个圆形空气孔；所述圆形纤芯位于所述基底包层的中心位置；所述圆形应力区和所述圆形空气孔关于所述圆形纤芯水平放置
。
[0007]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述基底包层的材质为石英玻璃；所述圆形纤芯的材质为掺杂
GeO2的石英玻璃；所述圆形应力区的材质为掺杂
B2O3的石英玻璃
。
[0008]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述基底包层的直径
D1=80
μ
m
，所述圆形应力区的直径
D2=33
μ
m
，所述圆形空气孔3的直径
D3≧33
μ
m
；所述圆形纤芯4的直径为
D4= 6.5
μ
m。
[0009]一种单空气孔熊猫型保偏光纤的制备方法，所述单空气孔熊猫型保偏光纤是通过腐蚀传统熊猫型保偏光纤的单个应力区而制成
。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述制备方法具体包括以下步骤：步骤1，在显微镜下找到并标记熊猫型光纤的圆形应力区和圆形空气孔的位置；步骤2，将浓度为
40%
的氢氟酸溶液滴在海绵纸上，使其完全被氢氟酸浸湿；步骤3，将有圆形空气孔标记的一侧熊猫型光纤放在浸湿的海绵纸上；步骤4，在
25
分钟后移走浸湿氢氟酸的海绵纸，制备得到单空气孔熊猫型保偏光纤，并用酒精清洗残留在单空气孔熊猫型保偏光纤的氢氟酸溶液
。
[0011]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
1、
本专利技术通过腐蚀传统熊猫型光纤的单个应力区制成，由于光纤包层区和掺杂应力区的材料不同，氢氟酸溶液对其的腐蚀率也不同，从而实现了单空气熊猫型保偏光纤的制备；通过在光纤上诱导出一个额外的几何不对称性，增大了双折射效应，增强了光与物质的相互作用，提高了特种光纤在传感器和设备应用方面的性能
。
[0012]2、
本专利技术的理论和实验研究表明，腐蚀后的单空气孔熊猫型保偏光纤双折射系数可以达到
10
‑3的量级，比传统的保偏光纤高一个量级，同时，腐蚀区提供了一个微通道，可以填充功能材料来组成光纤传感器
。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1是本专利技术实施例中提供的单空气孔熊猫型保偏光纤的理论模型示意图；图2是本专利技术实施例中提供的单空气孔熊猫型保偏光纤的尺寸标注示意图；图3是本专利技术
技术介绍
中传统熊猫型保偏光纤结构示意图；图4是本专利技术中传统熊猫型保偏光纤和单空气孔熊猫型保偏光纤的仿真双折射图；图5是本专利技术中传统熊猫型保偏光纤和单空气孔熊猫型保偏光纤的透射光谱图；其中，
1、
基底包层；
2、
圆形应力区；
3、
圆形空气孔；
4、
圆形纤芯
。
具体实施方式
[0014]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语
ꢀ“
包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、
系统
、
产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程
、
方法
、
产品或设备固有的其它步骤或单元
。
[0015]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明：如图
1、2
所示，一种单空气孔熊猫型保偏光纤，包括基底包层
1、
圆形纤芯
4、
一个圆形应力区2和一个圆形空气孔3；圆形纤芯4位于基底包层1的中心位置，圆形应力区2和圆形空气孔3关于圆形纤芯4水平放置
。
[0016]进一步的，基底包层1的材料为石英玻璃，圆形纤芯4的材料为掺杂
GeO2的石英玻璃，圆形应力区2的材料为掺杂
B2O3的石英玻璃
。
[0017]进一步的，基底包层1的直径
D1=80
μ
m
，圆形应力区2的直径
D2=33
μ
m
，圆形空气孔3的直径
D3≧33
μ
m
；圆形纤芯4的直径为
D4= 6.5
μ
m。
[0018]一种单空气孔熊猫型保偏光纤的制备方法，单空气孔熊猫型保偏光纤是通过腐蚀传统熊猫型保偏光纤的单个应力区而制成，具体包括以下步骤：步骤1，在显微镜下找到并标记熊猫型保偏光纤的圆形应力区2和圆形空气孔3的位置；
步骤2，将浓度为
40%
的氢氟酸溶液滴在海绵纸上，使其完全被氢氟酸浸湿；步骤3，将有圆形空气孔3标记的一侧熊猫型保偏光纤放在浸湿的海绵纸上；步骤4，在
25
分钟后移走浸湿氢氟酸的海绵纸，制备得到单空气孔熊猫型保偏光纤，并用酒精清洗残留在单空气孔熊猫型保偏光纤的氢氟酸溶液
。
[0019]关于腐蚀时间的计算依据：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单空气孔熊猫型保偏光纤，其特征在于：包括基底包层（1）
、
圆形纤芯（4）
、
一个圆形应力区（2）和一个圆形空气孔（3）；所述圆形纤芯（4）位于所述基底包层（1）的中心位置；所述圆形应力区（2）和所述圆形空气孔（3）关于所述圆形纤芯（4）水平放置
。2.
根据权利要求1所述的一种单空气孔熊猫型保偏光纤，其特征在于：所述基底包层（1）的材质为石英玻璃；所述圆形纤芯（4）的材质为掺杂
GeO2的石英玻璃；所述圆形应力区（2）的材质为掺杂
B2O3的石英玻璃
。3.
根据权利要求1所述的一种单空气孔熊猫型保偏光纤，其特征在于：所述基底包层（1）的直径
D1=80
μ
m
，所述圆形应力区（2）的直径
D2=33
μ
m
，所述圆形空气孔3的直径<...

【专利技术属性】
技术研发人员：金娃，刘晓庆，张宇琮，张祥，王兵，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：