一种多谐振层空芯光纤制造技术

本发明专利技术一种多谐振层空芯光纤，包括圆环型介质管，圆环型介质管的内部中心位置设置有第一类孔，第一类孔的四周设置有若干组弧形介质层，且弧形介质层的内侧设置有矩形介质层，相同弧向的两组弧形介质层之间设置有第二类孔，矩形介质层与圆环型介质管内壁之间以及矩形介质层与弧形介质层之间形成第三类孔，两组相邻矩形介质层之间形成第四类孔，第一类孔、第二类孔、第三类孔和第四类孔组成低折射率区域，弧形介质层、矩形介质层和圆环型介质管组成高折射率区域。有益效果：提高光纤的损伤阈值；光纤的限制损耗降低，有利于获得低限制损耗特性；利于获得高带宽低损耗的光传输。

A kind of multi resonance layer hollow core fiber

【技术实现步骤摘要】
一种多谐振层空芯光纤
本专利技术涉及光纤通信领域，尤其涉及一种多谐振层空芯光纤。
技术介绍
反谐振式空芯光纤对包层中空气孔的排列周期性要求没那么严格，且可通过控制谐振耦合波长来获得超宽的传输带宽，因此反谐振式空芯光纤具有制作工艺要求低和高带宽等优点，人们对反谐振式空芯光纤进行了大量的研究，发现为了获得高品质的光纤传输特性，需要克服光纤包层中各单元连接处存在节点的不利影响，避免反共振窗口中损耗峰值的出现，改善光纤的损耗和色散特性。同时，为了降低光纤的传输损耗，研究人员提出了多种结构的反谐振式空芯光纤，成为研究热点。负曲率反谐振空心光纤可将节点排布在距离纤芯尽可能远的地方，从而减弱节点对光纤性能的影响(出自：【F.Yu,etal.“Lowlosssilicahollowcorefibersfor3-4μmspectralregion,”OpticsExpress,2012,20(10),11153-11158】)。随后，人们发现在反射层的介质管内部嵌套多介质管可将限制损耗降低到低于表面散射损耗，但在现有的制备工艺下，还难以精确控制每个介质管的大小和位置，光纤包层中两介质管的壁厚相差较大，且小的介质环位置和大小不一，影响了其光纤特性(出自：【W.Belardi,“Designandpropertiesofhollowantiresonantfibersforthevisibleandnearinfraredspectralrange,”J.Lightw.Technol.,32,4497～4503,(2015)】)。中国专利申请号为201710954172.6公开了一种多谐振层的空芯反谐振光纤，在光纤包层的毛细管内加入薄壁层或采用毛细管做支撑部件来增加光纤包层可降低光纤损耗，但上述办法增加了光纤包层中的节点，因此引起过多的包层模式，光纤制备过程中需精确调整来避开节点处包层模的影响。基于上述理由，我们提出一种多谐振层空芯光纤。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术中的不足而完成的，本专利技术的目的是提供一种多谐振层空芯光纤。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多谐振层空芯光纤，包括圆环型介质管，所述圆环型介质管的内部中心位置设置有第一类孔，所述第一类孔的四周设置有若干组弧形介质层，且所述弧形介质层的内侧设置有矩形介质层，相同弧向的两组所述弧形介质层之间设置有第二类孔，所述矩形介质层与圆环型介质管内壁之间以及矩形介质层与弧形介质层之间形成第三类孔，两组相邻所述矩形介质层之间形成第四类孔，所述第一类孔、第二类孔、第三类孔和第四类孔组成低折射率区域，所述弧形介质层、矩形介质层和圆环型介质管组成高折射率区域，弧形介质层为光纤纤芯提供负曲率边界，弧形介质层和矩形介质管的两端都分别与圆环形介质管连接，光纤包层无节点，圆环形介质管起到固定光纤结构和保护层的作用。优选地，所述低折射率区域为一种或多种空气填充，或为真空。优选地，所述高折射率区域为二氧化硅、软玻璃或塑料。优选地，所述弧形介质层均与圆环型介质管连接。优选地，所述矩形介质层均与圆环型介质管连接。优选地，所述弧形介质层的数目为1时，所述矩形介质层的数目大于1。优选地，所述矩形介质层的数目N1为0、1、2、3、4。优选地，所述弧形介质层的数目N2为1、2、3、4。优选地，所述圆环型介质管、矩形介质层、弧形介质层、第一类孔、第二类孔、第三类孔和第四类孔组成的光纤的横截面结构可扩展为四重旋转结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：纤芯的边界有弧形介质层提供，光纤具有负曲率边界，相对于正曲率空芯光纤，可增加光纤模式在空的纤芯中的分布比例，提高光纤的损伤阈值。光纤有多个谐振层，随着谐振层层数的增加，从而增加了光的束缚能力，光纤的限制损耗降低，有利于获得低限制损耗特性。光纤中的弧形介质层和矩形介质层与圆环型介质管的连接点距离纤芯较远，介质层之间无连接点，没有因节点引起的包层模与纤芯模式的偶合，利于获得高带宽低损耗的光传输。附图说明图1为本专利技术实施例提供的多谐振层空芯光纤的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的多谐振层空芯光纤基模电场分布图；图3为本专利技术实施例提供的多谐振层空芯光纤的基模限制损耗随波长的变化曲线；图4为本专利技术实施例提供的多谐振层空芯光纤的基模能量在材料中的分布比例随波长的变化曲线；图中：1、第一类孔；2、第二类孔；3、第三类孔；4、第四类孔；5、弧形介质层；6、矩形介质层；7、圆环型介质管；弧形介质层的数目为N1，矩形介质层的数目为N2。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术提供一种技术方案：本实施例的多谐振层空芯光纤，包括圆环型介质管7，圆环型介质管7的内部中心位置设置有第一类孔1，第一类孔1为光纤纤芯，第一类孔1的四周设置有若干组弧形介质层5，且弧形介质层5的内侧设置有矩形介质层6，相同弧向的两组弧形介质层5之间设置有第二类孔2，矩形介质层6与圆环型介质管7内壁之间以及矩形介质层6与弧形介质层5之间形成第三类孔3，两组相邻矩形介质层6之间形成第四类孔4，第一类孔1、第二类孔2、第三类孔3和第四类孔4组成低折射率区域，弧形介质层5、矩形介质层6和圆环型介质管7组成高折射率区域，弧形介质层5为纤芯提供负曲率边界，圆环型介质管7起到固定光纤结构和保护层的作用。在本实施例中，低折射率区域为一种或多种空气填充，或为真空。在本实施例中，高折射率区域为二氧化硅、软玻璃或塑料。在本实施例中，弧形介质层5均与圆环型介质管7连接。在本实施例中，矩形介质层6均与圆环型介质管7连接。在本实施例中，矩形介质层6相互之间无连接，弧形介质层5相互之间无连接，所述的矩形介质层6与弧形介质层5之间无连接。在本实施例中，弧形介质层5的数目为1时，矩形介质层6的数目大于1。在本实施例中，矩形介质层6的数目N1为0、1、2、3、4。在本实施例中，弧形介质层5的数目N2为1、2、3、4。在本实施例中，圆环型介质管7、矩形介质层6、弧形介质层5、第一类孔1、第二类孔2、第三类孔3和第四类孔4组成的光纤的横截面结构可扩展为四重旋转结构。图2给出了波长在1.55μm处纤芯基模的模场分布图，纤芯基模被有效的限制在空的纤芯中。图3给出了基模限制损耗随波长的变化曲线，这里N1＝2，N2＝2，在1.55μm处，限制损耗为3.76·10-5dB/m，从1.0μm到1.8μm的宽带范围内，限制损耗无损耗峰值出现，实现了高带宽、低损耗的光传输。图4给出了基模能量在材料中的分布比例随波长的变化曲线，从图中可看出，能量绝大多数分布在空芯中，在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多谐振层空芯光纤，其特征在于，包括圆环型介质管(7),所述圆环型介质管(7)的内部中心位置设置有第一类孔(1)，所述第一类孔(1)的四周设置有若干组弧形介质层(5)，且所述弧形介质层(5)的内侧设置有矩形介质层(6)，相同弧向的两组所述弧形介质层(5)之间设置有第二类孔(2)，所述矩形介质层(6)与圆环型介质管(7)内壁之间以及矩形介质层(6)与弧形介质层(5)之间形成第三类孔(3)，两组相邻所述矩形介质层(6)之间形成第四类孔(4)，所述第一类孔(1)、第二类孔(2)、第三类孔(3)和第四类孔(4)组成低折射率区域，所述弧形介质层(5)、矩形介质层(6)和圆环型介质管(7)组成高折射率区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种多谐振层空芯光纤，其特征在于，包括圆环型介质管(7),所述圆环型介质管(7)的内部中心位置设置有第一类孔(1)，所述第一类孔(1)的四周设置有若干组弧形介质层(5)，且所述弧形介质层(5)的内侧设置有矩形介质层(6)，相同弧向的两组所述弧形介质层(5)之间设置有第二类孔(2)，所述矩形介质层(6)与圆环型介质管(7)内壁之间以及矩形介质层(6)与弧形介质层(5)之间形成第三类孔(3)，两组相邻所述矩形介质层(6)之间形成第四类孔(4)，所述第一类孔(1)、第二类孔(2)、第三类孔(3)和第四类孔(4)组成低折射率区域，所述弧形介质层(5)、矩形介质层(6)和圆环型介质管(7)组成高折射率区域。


2.根据权利要求1所述的一种多谐振层空芯光纤，其特征在于：所述低折射率区域为一种或多种空气填充，或为真空。


3.根据权利要求2所述的一种多谐振层空芯光纤，其特征在于：所述高折射率区域为二氧化硅、软玻璃或塑料。


4.根据权利要求1所述的一种多谐振层空芯光纤，其特征在于：所述弧形介质层(5)均与圆环型介质管(7)连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝远锋，罗海梅，柯强，徐裕富，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36