【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通信，具体涉及一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤。
技术介绍
1、光子晶体光纤是一种具有特殊结构和性能的光纤，其抗弯曲和布里渊散射增益特性在光通信、传感和激光器等应用中发挥着关键作用。这种光纤的独特之处在于，通过调整其结构参数，如孔隙排列、孔隙尺寸以及材料选择，可以实现所需的抗弯特性和高布里渊散射增益性能。
2、传统光纤在进行长距离传输时损耗很大，导致光信号在长距离内传输丧失太多信号强度，特别是考虑到光纤可能受到拉伸、折弯等不可避免的外力影响，光纤损耗会加剧。因此，光子晶体光纤抗弯曲这一特性在长距离稳定传输光学系统中尤为关键。
3、在工业、医疗和环境监测等领域，科研人员可以借助布里渊散射增益的独特特性，实现对温度、应变、压力等物理量的监测。而对于高速光通信系统而言，传统实芯光纤的布里渊散射增益系数通常较低，这限制了传感系统中信噪比和测量精度。为应对这一挑战，光子晶体光纤的高布里渊散射增益特性显得尤为重要。
4、总之，光子晶体光纤在光通信、传感和激光器等领域具备广泛的应用前景，其出色的抗弯曲性能和高布里渊散射增益特性为各种应用场景提供了关键性的技术支持。在2019年，路元刚等人提出了一种高布里渊光子晶体光纤，布里渊增益系数为5.83*10-12w/m，双折射系数也仅为1.6*10-3，都有待提高。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，不仅良好的抗弯曲性能，还具有
2、为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，包括线芯和包层，所述包层包括依次设置的表层、中间层和核心层；
4、所述表层包括若干组轴对称设置的第一椭圆形空气孔，所有第一椭圆形空气孔沿着光子晶体光纤的圆周方向布置；
5、所述中间层包括沿着光子晶体光纤的圆周方向布置的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，所述第一部分和第三部分相对设置，二者分别包括若干个被排列成梯形的第一圆形空气孔；所述第二部分和第四部分相对设置，二者分别包括若干个被排列成正方形的第一圆形空气孔；
6、所述核心层包括两个对称设置的第二圆形空气孔，各第二圆形空气孔与所述第一部分和第三部分之间的间隙内填充有对称设置第三圆形空气孔和第三椭圆形空气孔。
7、可选地，所述第二圆形空气孔的直径大于第一圆形空气孔的直径，所述第一圆形空气孔的直径大于第三圆形空气孔的直径。
8、可选地，所述第一圆形空气孔的直径为d1＝0.8-0.9μm；所述第二圆形空气孔的直径为d2＝1.2-1.25μm；所述第三圆形空气孔的直径为d3＝0.7-0.75μm。
9、可选地，相邻所述第一圆形空气孔的孔间距为k1＝0.82μm；在纵轴方向上，相邻所述第二圆形空气孔的孔间距为k2＝2.7μm；在纵轴方向上，相邻所述第三圆形空气孔的孔间距为k3＝1.6μm。
10、可选地，所述第一椭圆形空气孔的长轴为a2＝3.0-3.1μm，短轴为b2＝0.7-0.75μm。
11、可选地，所述光子晶体光纤还包括一对第二椭圆形空气孔，所述第二椭圆形空气孔与所有第一椭圆形空气孔沿着光子晶体光纤的圆周方向布置，且所述第二椭圆形空气孔与第二圆形空气孔的中轴线重合，所述第二椭圆形空气孔的长轴为a1＝1.5-1.6μm，短轴为b1＝0.6-0.65μm。
12、可选地，所述第三椭圆形空气孔的长轴为a3＝0.82-0.9μm，短轴为b3＝0.4-0.45μm。
13、可选地，在横轴方向上，相邻第三椭圆形空气孔的孔间距为k4＝1.8μm，在纵轴方向上，相邻第三椭圆形空气孔的孔间距为k5＝3.2μm。
14、可选地，所述光子晶体光纤在声场特征频率2533.7mhz处，增益系数为1.03*10-11w/m。
15、可选地，所述光子晶体光纤在x偏振方向的有效折射率为1.3515，在y偏振方向的有效折射率为1.341，双折射系数为1.05*10-2。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
17、本专利技术一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，利用多包层结构，将光能量更好的束缚在纤芯内，使其具有良好的抗弯曲性能，而且，在最外包层中选用椭圆空气孔，是利用椭圆孔的形状降低纤芯的有效直径，以达到降低模场面积，增强声光耦合效率，提高布里渊散射增益谱的强度。与传统阶跃型光纤相比，布里渊散射增益系数提高约6倍。因此，满足在长距离传输光学系统和光纤传感的需求。
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1.一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，包括线芯和包层，其特征在于，所述包层包括依次设置的表层、中间层和核心层；
2.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第二圆形空气孔的直径大于第一圆形空气孔的直径，所述第一圆形空气孔的直径大于第三圆形空气孔的直径。
3.根据权利要求2所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第一圆形空气孔的直径为d1＝0.8-0.9μm；所述第二圆形空气孔的直径为d2＝1.2-1.25μm；所述第三圆形空气孔的直径为d3＝0.7-0.75μm。
4.根据权利要求3所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：相邻所述第一圆形空气孔的孔间距为k1＝0.82μm；在纵轴方向上，相邻所述第二圆形空气孔的孔间距为k2＝2.7μm；在纵轴方向上，相邻所述第三圆形空气孔的孔间距为k3＝1.6μm。
5.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第一椭圆形空气孔的长轴为a2＝3.
6.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述光子晶体光纤还包括一对第二椭圆形空气孔，所述第二椭圆形空气孔与所有第一椭圆形空气孔一起沿着光子晶体光纤的圆周方向布置，且所述第二椭圆形空气孔与第二圆形空气孔的中轴线重合，所述第二椭圆形空气孔的长轴为a1＝1.5-1.6μm，短轴为b1＝0.6-0.65μm。
7.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第三椭圆形空气孔的长轴为a3＝0.82-0.9μm，短轴为b3＝0.4-0.45μm。
8.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：在横轴方向上，相邻第三椭圆形空气孔的孔间距为k4＝1.8μm，在纵轴方向上，相邻第三椭圆形空气孔的孔间距为k5＝3.2μm。
9.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述光子晶体光纤在声场特征频率2533.7MHz处，增益系数为1.03*10-11W/m。
10.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述光子晶体光纤在x偏振方向的有效折射率为1.3515，在y偏振方向的有效折射率为1.341，双折射系数为1.05*10-2。
...【技术特征摘要】
1.一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，包括线芯和包层，其特征在于，所述包层包括依次设置的表层、中间层和核心层；
2.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第二圆形空气孔的直径大于第一圆形空气孔的直径，所述第一圆形空气孔的直径大于第三圆形空气孔的直径。
3.根据权利要求2所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第一圆形空气孔的直径为d1＝0.8-0.9μm；所述第二圆形空气孔的直径为d2＝1.2-1.25μm；所述第三圆形空气孔的直径为d3＝0.7-0.75μm。
4.根据权利要求3所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：相邻所述第一圆形空气孔的孔间距为k1＝0.82μm；在纵轴方向上，相邻所述第二圆形空气孔的孔间距为k2＝2.7μm；在纵轴方向上，相邻所述第三圆形空气孔的孔间距为k3＝1.6μm。
5.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益的光子晶体光纤，其特征在于：所述第一椭圆形空气孔的长轴为a2＝3.0-3.1μm，短轴为b2＝0.7-0.75μm。
6.根据权利要求1所述的一种抗弯曲且具有高布里渊散射增益...
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