一种超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤制造技术

本申请公开了一种超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，包括基底

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤


[0001]本申请涉及一种超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，属于光纤通信领域
。

技术介绍

[0002]研究发现，通过改变光纤两个偏振方向上空气孔的大小
、
形状或排列方式打破了光子晶体光纤包层
、
纤芯结构上的圆对称性，达到调控光纤折射率分布特性的目的
。
单模单偏振太赫兹光子晶体光纤
(Single
‑
PolarizationSingle
‑
Mode Terahertz Photonic Crystal Fiber,SPSM
‑
THz
‑
PCF)
是一类特殊的光纤，特别适用于光纤陀螺仪
、
相干光收发器
、
微位移传感器等高精度光学器件
。
与传统单模单偏振太赫兹光纤不同，该光子晶体光纤在太赫兹范围具有宽单模单偏振工作带宽和低传输损耗特性
。
[0003]通过打破光纤结构对称性来实现单模单偏振太赫兹光子晶体光纤的方式主要可以分为三种：
(1)
向光纤纤芯中填充不同折射率的基底材料；
(2)
向光纤纤芯中引入多孔纤芯结构；
(3)
向包层中引入缺陷
。Wang(WangB K,Tian F J,Liu G Y,et al.A modified single
‑
polarization THz fiber withepsilon
‑
near
‑
zero(ENZ)material[J].Results in Optics,2020,1(100034):2666
‑
9501)
提出一种基于方形晶格结构的光纤，选择在包层的方形晶格中填充了一种名为
Epsilon
‑
Near
‑
Zero(ENZ)
的近零折射率基底材料，最终得到了
0.347THz
的单模单偏振工作带宽
。Yang(Yang T Y,Ding C,Ziolkowski R W,et al.An Epsilon
‑
Near
‑
Zero(ENZ)Based,Ultra
‑
WideBandwidth Terahertz Single
‑
Polarization Single
‑
Mode Photonic CrystalFiber[J].Journal ofLightwave Technology,2021,39(1):223
‑
232)
提出了填充
ENZ
材料的沟槽型单模单偏振光子晶体光纤，得到了
0.64THz
的单模单偏振工作带宽
。Jiang(
蒋文丽
,
郑义
.
高双折射单模单偏振太赫兹光子晶体光纤设计
[J].
光通信研究
,2016,1:22
‑
25)
提出了一种非对称三角晶格的单模单偏振光子晶体光纤，通过在纤芯中引入三个椭圆小孔来打破光纤对称性，以此实现了在
1THz
附近
0.8THz
的工作带宽
。Wang(
汪静丽
,
陆驰
.
基于结构调整实现单模单偏振太赫兹
PCF[J].
光通信研究
,2018,(04):18
‑
21)
通过对次内层包层中
x
轴向的两个大空气孔进行调整，用两个由无数个小空气孔组成的正六边形替换原本的两个圆形大空气孔，在
0.8THz
附近实现了
0.281THz
单模单偏振工作带宽
。
[0004]可见，现有的单模单偏振太赫兹光子晶体光纤存在宽单模单偏振工作频段与低损耗之间不能同时兼顾的问题，实现具有宽单模单偏振工作频段
、
低传输损耗的太赫兹光子晶体光纤仍是实际工程应用领域的一项挑战
。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，通过纤芯的不对称排列结构设计，提高了太赫兹光子晶体光纤的单模单偏振工作带宽
。
[0006]所述超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，包括基底
、
包层和纤芯；
[0007]所述包层和所述纤芯设置在所述基底内，且所述纤芯位于所述包层的中心位置；
[0008]所述包层由若干空气孔排列组成；
[0009]所述纤芯包括第一纤芯区域
、
第二纤芯区域和第三纤芯区域；
[0010]所述第一纤芯区域为由若干第一空气孔组成的六边形区域；
[0011]所述第二纤芯区域为由若干第一纤芯区域组成的六边形区域；
[0012]所述第三纤芯区域由若干第二纤芯区域组成；
[0013]所述第一纤芯区域
、
所述第二纤芯区域和所述第三纤芯区域共同组成蜂窝型多孔纤芯的纤芯区域
。
[0014]可选地，在所述第一纤芯区域中，若干所述第一空气孔以其中一个所述第一空气孔的中心为中心位置对称设置；
[0015]在所述第二纤芯区域中，若干所述第一纤芯区域以其中一个所述第一纤芯区域的中心为中心位置对称设置；
[0016]所述第三纤芯区域中的所述第二纤芯区域对称设置
。
[0017]可选地，每个所述第一纤芯区域包括7个所述第一空气孔；
[0018]每个所述第二纤芯区域包括7个所述第一纤芯区域；
[0019]所述第三纤芯区域包括2个所述第二纤芯区域
。
[0020]可选地，所述第一纤芯区域中，相邻两个所述第一空气孔的圆心之间的距离
l1为
7.3
μ
m
～
7.7
μ
m。
优选地，
l1＝
7.5
μ
m。
[0021]可选地，所述第二纤芯区域中，相邻两个所述第一纤芯区域的中心位置之间的距离
l2为
19
μ
m
～
21
μ
m。
优选地，
l2＝
20
μ
m。
[0022]可选地，所述第三纤芯区域中，相邻两个所述第二纤芯区域的中心位置之间的距离
h
为
26
μ
m
～
34
μ
m。
优选地，
h
＝
30
μ
m。
[0023]可选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，其特征在于，所述光子晶体光纤包括基底
、
包层和纤芯；所述包层和所述纤芯设置在所述基底内，且所述纤芯位于所述包层的中心位置；所述包层由若干空气孔排列组成；所述纤芯包括第一纤芯区域
、
第二纤芯区域和第三纤芯区域；所述第一纤芯区域为由若干第一空气孔组成的六边形区域；所述第二纤芯区域为由若干第一纤芯区域组成的六边形区域；所述第三纤芯区域由若干第二纤芯区域组成；所述第一纤芯区域
、
所述第二纤芯区域和所述第三纤芯区域共同组成蜂窝型多孔纤芯的纤芯区域
。2.
根据权利要求1所述的超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，其特征在于，在所述第一纤芯区域中，若干所述第一空气孔以其中一个所述第一空气孔的中心为中心位置对称设置；在所述第二纤芯区域中，若干所述第一纤芯区域以其中一个所述第一纤芯区域的中心为中心位置对称设置；所述第三纤芯区域中的所述第二纤芯区域对称设置
。3.
根据权利要求2所述的超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，其特征在于，每个所述第一纤芯区域包括7个所述第一空气孔；每个所述第二纤芯区域包括7个所述第一纤芯区域；所述第三纤芯区域包括2个所述第二纤芯区域
。4.
根据权利要求1所述的超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，其特征在于，所述第一纤芯区域中，相邻两个所述第一空气孔的圆心之间的距离
l1为
7.3
μ
m
～
7.7
μ
m。5.
根据权利要求1所述的超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，其特征在于，所述第二纤芯区域中，相邻两个所述第一纤芯区域的中心位置之间的距离
l2为
19
μ
m
～
21
μ
m。6.
根据权利要求1所述的超宽带宽单模单偏振太赫兹光子晶体光纤，其特征在于，所述第三纤芯区域中，相邻两个所述第二纤芯区域的中心位置之间的距离
h
为
26
μ
m
～
34
μ
m。7.
根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：师东方，高黎明，牛镜淇，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：