【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超低衰减单模空芯光纤及其制备方法，属于光纤通信。
技术介绍
1、随着空芯光纤的出现和发展，凭借其宽导光通带、低传输损耗以及能够使更高的光功率传输不受非线性及热光效应等问题影响的优势，成为实芯光纤在光通信领域有力的一种替代方案。现有超低损耗的反谐振空芯光纤一般采用≥5管结构单元（5重对称结构），纤芯模场呈现五边形、六边形或类圆形。这种结构在做两层嵌套管结构时，是较为理想的结构，然而，为了进一步降低损耗，需要增加反谐振层数，当做三层反谐振层结构设计时，由于空气层面积不够，出现了几个问题。一是空气层面积不足以滤除高阶模，因而不容易实现较好的单模特性，通常基模损耗与高阶模损耗相差仅在一个数量级左右，高阶模容易与基模发生串扰；二是为了实现高的高阶模抑制比，不得不使某个空气层面积减小，可能会使空气层处于谐振状态，从而增加限制损耗或弯曲损耗。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种超低衰减单模空芯光纤及其制备方法，它能使空芯光纤减少反谐振空芯光纤基模与高阶模之间的串扰，不仅能保持单模输出特性，而且能使损耗降至超低水平。
2、本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有外包层和内包层，所述的内包层由嵌套结构单元构成，其特征在于所述的外包层内腔径向截面呈正四边形或类正四边形，所述的内包层包括有4个嵌套结构单元，4个嵌套结构单元分别安设在正四边形或类正四边形内腔的四角，每个嵌套结构单元与对应角两侧的边相接，用以形成
3、按上述方案，所述嵌套结构单元包括有2层或2层以上不同半径的嵌套玻璃管。
4、按上述方案，所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆形嵌套玻璃管，各圆形嵌套玻璃管相切于一点，且与内腔壁相切。
5、按上述方案，所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃管，其中各圆弧嵌套玻璃管与内腔壁相交，各圆形嵌套玻璃管与内腔壁相切。
6、按上述方案，所述的不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃的壁厚均满足反谐振反射条件，。（其中t为壁厚大小，为谐振波长，m为反谐振层阶数，n为玻璃管折射率）
7、按上述方案，所述的正四边形或类正四边形内腔的四角为圆弧过渡角。
8、按上述方案，所述的类四边形内腔通过在圆形基腔的上下左右四侧边缘增设充填层层构成。
9、按上述方案，所述的充填层由玻璃棒材充填在圆形基腔的上下左右四侧边缘的中部并向两侧延伸形成。
10、按上述方案，所述的充填层内侧边缘接近设定的正四边形内腔边缘，超越或部分超越设定的四边形内腔边缘。
11、按上述方案，所述的玻璃棒材为实芯和/或空芯玻璃棒材。
12、按上述方案，所述的内包层最大空气孔面积与空气纤芯面积之比，即内包层最大空气孔面积/空气纤芯面积小于等于0.65，进一步的可小于等于0.6。
13、本专利技术光纤的制备方法技术方案为：
14、先进行光纤预制棒组装：将4组嵌套玻璃管和用作充填层的玻璃棒材按预设的位置放入外包层的玻璃管内，做相应的固定，制成初级预制棒组装件；
15、融缩成空芯光纤预制棒：将组装的光纤预制棒组装件装夹到融缩装置上进行高温融缩加工，将预制棒组装件融缩成空芯的次级光纤预制棒；
16、拉丝成空芯光纤：将实芯光纤预制棒装夹到光纤拉丝炉，对嵌套管中的空气孔进行充气保持形状，经高温熔融将预制棒拉制成预设的空芯光纤。
17、按上述方案，所述的初级预制棒的外径为20-200毫米；所述的次级预制棒的外径为8-80毫米；所述的空芯裸光纤的外径为100-350μm，涂覆树脂层的空芯光纤外经为200-500μm。
18、本专利技术的有益效果在于：1、通过采用正四边形或类正四边形的外包层内腔结构，维持4个嵌套单元结构并保持壁厚满足反谐振条件，减少了嵌套管间间隙的面积，仿真计算与实验测试显示，这种空芯光纤结构能够将基模传输损耗降至0.1db/km以下，并保持与高阶模损耗相差2-3个数量级（高阶模损耗大于100db/km）从而避免模式间的串扰，实现单模传输。2、使用四重旋转对称管状单元，其中最靠近纤芯的大管采用圆弧或圆形管结构，从而减小两管间空气区域面积。嵌套结构单元内部采用至少双嵌套管或双圆弧管结构，可通过调节大管与中管之间的距离或中管与小管之间的距离，平衡高的高阶模抑制比和低的光泄露，实现单模传输的同时保持超低损耗。3、本专利技术适用于面向各种应用、各种光学波段的反谐振空芯光纤，具有较强的泛用性。同时，本专利技术提出的光纤结构设计满足包层每一层玻璃壁任意位置处的曲率相同，壁厚相同，属于基于流体力学和热力学的光纤拉制方法所能实现的结构，因此本专利技术的光纤设计具有实际可行性。
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1.一种超低衰减单模空芯光纤，包括有外包层和内包层，所述的内包层由嵌套结构单元构成，其特征在于所述的外包层内腔径向截面呈正四边形或类正四边形，所述的内包层包括有4个嵌套结构单元，4个嵌套结构单元分别安设在正四边形或类正四边形内腔的四角，每个嵌套结构单元与对应角两侧的边相接，用以形成内腔中部的空气纤芯。
2.按权利要求1所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述嵌套结构单元包括有2层或2层以上不同半径的嵌套玻璃管。
3.按权利要求2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆形嵌套玻璃管，各圆形嵌套玻璃管相切于一点，且与内腔壁相切。
4.按权利要求2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃管，其中各圆弧嵌套玻璃管与内腔壁相交，各圆形嵌套玻璃管与内腔壁相切。
5.按权利要求3或4所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃的壁厚均满足反谐振反射条件。
6.按权利要求1或2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特
7.按权利要求1或2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的类四边形内腔通过在圆形基腔的上下左右四侧边缘增设充填层构成。
8.按权利要求7所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的充填层由玻璃棒材充填在圆形基腔的上下左右四侧边缘的中部并向两侧延伸形成。
9.按权利要求8所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的充填层内侧边缘接近设定的正四边形内腔边缘，或部分超越设定的四边形内腔边缘。
10.按权利要求7所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的玻璃棒材为实芯和/或空芯玻璃棒材。
11.按权利要求1或2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的内包层最大空气孔面积与空气纤芯面积之比，即内包层最大空气孔面积/空气纤芯面积小于等于0.6。
12.按权利要求1或2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的内包层最大空气孔面积与空气纤芯面积之比，即内包层最大空气孔面积/空气纤芯面积小于等于0.65。
13.一种超低衰减单模空芯光纤的制备方法，其特征在于
14.按权利要求书13所述的超低衰减单模空芯光纤的制备方法，其特征在于所述的初级预制棒的外径为20-200毫米；所述的次级预制棒的外径为8-80毫米。
15.按权利要求书14所述的超低衰减单模空芯光纤的制备方法，其特征在于所述的空芯裸光纤的外径为100-350μm，涂覆树脂层的空芯光纤外经为200-500μm。
...【技术特征摘要】
1.一种超低衰减单模空芯光纤，包括有外包层和内包层，所述的内包层由嵌套结构单元构成，其特征在于所述的外包层内腔径向截面呈正四边形或类正四边形，所述的内包层包括有4个嵌套结构单元，4个嵌套结构单元分别安设在正四边形或类正四边形内腔的四角，每个嵌套结构单元与对应角两侧的边相接，用以形成内腔中部的空气纤芯。
2.按权利要求1所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述嵌套结构单元包括有2层或2层以上不同半径的嵌套玻璃管。
3.按权利要求2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆形嵌套玻璃管，各圆形嵌套玻璃管相切于一点，且与内腔壁相切。
4.按权利要求2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的嵌套玻璃管包括有不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃管，其中各圆弧嵌套玻璃管与内腔壁相交，各圆形嵌套玻璃管与内腔壁相切。
5.按权利要求3或4所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的不同半径的圆弧嵌套玻璃管和圆形嵌套玻璃的壁厚均满足反谐振反射条件。
6.按权利要求1或2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的正四边形或类正四边形内腔的四角为圆弧过渡角。
7.按权利要求1或2所述的超低衰减单模空芯光纤，其特征在于所述的类四边形内腔通过在圆形基腔的上下左右四侧边缘...
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