一种单模光纤制造技术

本发明专利技术公开了一种单模光纤，包括纤芯和包层，所述包层包括背底以及若干第一组件，所述第一组件围绕所述纤芯分布；任一所述第一组件包括若干第二组件；所述纤芯的折射率为n1，所述背底的折射率为n2，所述第二组件的折射率为n4，且n2≥n4且n1≥n4；所述包层的折射率为n5，所述n2≥n5≥n4，且归一化频率

【技术实现步骤摘要】
一种单模光纤
本专利技术涉及大模场、单模传输特性的光纤领域，具体涉及一种单模光纤。
技术介绍
单模稀土掺杂的双包层阶跃光纤由于其在光通信、光传感、先进加工、生物医学、国防军事等领域的重要应用而受到广泛的研究，其研究的重点之一就是光纤输出功率的提高。目前提高光纤功率的主要限制因素在于非线性效应。而解决非线性效应的有效途径之一是利用大模场微结构光纤增大增益光纤的纤芯面积。现有技术中大模场微结构光纤包括泄露通道光纤(G.Guetal.,"Impactoffiberouterboundariesonleakymodelossesinleakagechannelfibers,"OptExpress21,24039,2013),带隙光纤(G.Guetal."Ytterbium-dopedlarge-mode-areaall-solidphotonicbandgapfiberlasers,"OptExpress,22,13962,2014),分布式模式滤波光纤(M.M.etal."Optimizingsinglemoderobustnessofthedistributedmodalfilteringrodfiberamplifier,"OptExpress20,7263--7273,2012),光子晶体光纤(J.A.Sanchez-Martinetal.,"Erbium-dopedphotoniccrystalfiberlasersoptimizationbymicrostructurecontrol:experimentalstudyanalysis,"AppliedPhysicsB-LasersandOptics110,579-584,2013)，大跨距光纤(C.Gaidaetal."Triple-cladlarge-pitchfibersforcompacthigh-powerpulsedfiberlasersystems,"OptLett,39,209--211,2014)，多沟道光纤(D.Jainetal.,"LargeModeAreaMulti-TrenchFiberWithDelocalizationofHigherOrderModes,"IEEEJSelTopQuant20,242-250,2014)和手信耦合光纤(X.Maetal.,"Single-modechirally-coupled-corefiberswithlargerthan50μmdiametercores,"OptExpress22,9206,2014)。但是，泄露通道光纤、带隙光纤、分布式模式滤波光纤、光子晶体光纤和大跨距光纤中用于调制包层有效折射率的低折射率棒是一个整体，其对包层有效折射率的调制能力有限，因而扩大纤芯直径的能力也有限。手信耦合光纤和多沟道光纤对光纤结构较为敏感，参数的微小变化就会对其单模传输性能产生很大影响，降低了其一致性和可靠性，制备难度也很大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种单模光纤，其能够扩大纤芯直径，并且降低制备难度。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种单模光纤，包括纤芯和包层，所述包层包括背底以及若干第一组件，所述第一组件围绕所述纤芯分布；任一所述第一组件包括若干第二组件；所述纤芯的折射率为n1，所述背底的折射率为n2，所述第二组件的折射率为n4，且n2≥n4，n1≥n4；所述包层的折射率为n5，所述n2≥n5≥n4，且归一化频率其中r1为所述纤芯的半径，λ为光纤的工作波长。进一步的，所述第一组件内包括至少两所述第二组件，相邻的所述第二组件的中心距Λ4满足0≤r4/Λ4≤1，其中r4为第二组件的半径。进一步的，所述第一组件包括至少两所述第二组件，所述第一组件的半径r3满足r3＝d/2，其中d为位于同一所述第一组件内的两相距最远的所述第二组件的中心距。进一步的，相邻的所述第一组件的中心距Λ3满足0≤r3/Λ3≤1。进一步的，所述第一组件呈微结构排布。进一步的，所述第二组件呈微结构排布。进一步的，所述归一化频率V，其中r1为所述纤芯的半径，λ为光纤的工作波长。进一步的，所述第一组件呈六边形、圆环形或矩形分布。进一步的，所述第二组件呈六边形、圆环形或矩形分布。进一步的，所述第二组件的横截面呈圆形设置。本专利技术的有益效果：包层包括背底以及若干第一组件，任意第一组件还包括若干第二组件，本申请中的单模光纤通过将现有技术中的折射率棒改成分散排布的多个毛细棒，因此增加了折射率调制的参数；第一组件包括若干第二组件，通过调制多个第二组件半径以及排列方式，增加了光纤折射率的两个调解的自由度，因此扩大了包层有效折射率的调制能力，进一步的降低了纤芯的数值孔径，增大单模纤芯的直径；归一化频率V≤2.406，使得本申请中的单模光纤的制备要求与现有技术中阶跃光纤的制备要求基本一致，因此能够极大地降低本申请中单模光纤的制备难度，进而保证光纤具有一致性和可靠性。附图说明图1为实施例一的光纤端面示意图；图2为图1光纤中第一组件的放大图，其中，标出外部圆虚线是为了便于分辨，实际光纤中不存在；图3为图1光纤沿光纤径向的折射率分布示意图；图4为实施例二的光纤端面示意图；图5为图4光纤中第一组件的放大图，其中标出外部圆虚线是为了便于分辨，实际光纤中不存在；图6为图4光纤沿光纤径向的折射率分布示意图；图7为实施例三的光纤端面示意图；图8为图7光纤中第一组件的放大图，其中标出外部圆虚线是为了便于分辨，实际光纤中不存在；图9为图7光纤沿光纤径向的折射率分布示意图；图10为实施例四的光纤端面示意图；图11为图10光纤中第一组件的放大图，其中标出外部圆虚线是为了便于分辨，实际光纤中不存在；图12为图10光纤沿光纤径向的折射率分布示意图。图中标号说明：1、纤芯；2、背底；3、第一组件；4、第二组件；5、包层。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。参照图1-图12所示，本专利技术的一种单模光纤的一实施例，包括纤芯1和包层5，包层5包括背底2以及若干第一组件3，全部的第一组件3均环绕纤芯1分布设置；同时任意第一组件3还包括若干第二组件4。本申请中的单模光纤通过将现有技术中的折射率棒改成分散排布的多个毛细棒，因此增加了折射率调制的参数。第一组件3包括若干第二组件4，通过调制多个第二组件4半径以及排列方式，增加了光纤折射率的两个调解的自由度，因此扩大了包层5有效折射率的调制能力，进一步的降低了纤芯1的数值孔径，增大单模纤芯的直径。纤芯1的折射率为n1，背底2的折射率为n2，第二组件4的折射率为n4，且n2≥n4，同时n1≥n4，n1与n2的大小关系不做限定；根据有限时域差分法、有限元法等算法通过解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单模光纤，其特征在于，包括纤芯和包层，所述包层包括背底以及若干第一组件，所述第一组件围绕所述纤芯分布；任一所述第一组件包括若干第二组件；所述纤芯的折射率为n1，所述背底的折射率为n2，所述第二组件的折射率为n4，且n2≥n4，n1≥n4；所述包层的折射率为n5，所述n2≥n5≥n4，且归一化频率

【技术特征摘要】
1.一种单模光纤，其特征在于，包括纤芯和包层，所述包层包括背底以及若干第一组件，所述第一组件围绕所述纤芯分布；任一所述第一组件包括若干第二组件；所述纤芯的折射率为n1，所述背底的折射率为n2，所述第二组件的折射率为n4，且n2≥n4，n1≥n4；所述包层的折射率为n5，所述n2≥n5≥n4，且归一化频率其中r1为所述纤芯的半径，λ为光纤的工作波长。


2.如权利要求1所述的单模光纤，其特征在于，所述第一组件内包括至少两所述第二组件，相邻的所述第二组件的中心距Λ4满足0≤r4/Λ4≤1，其中r4为第二组件的半径。


3.如权利要求1所述的单模光纤，其特征在于，所述第一组件包括至少两所述第二组件，所述第一组件的半径r3满足r3＝d/2，其中d为位于同一所述第一组件内的两相距最远的所述第二组件的中心距。

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙飞，李凡，眭立洪，
申请(专利权)人：江苏永鼎股份有限公司，江苏永鼎光纤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32