一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤制造技术

技术编号：41842116 阅读：2 留言：0更新日期：2024-06-27 18:22

本发明专利技术涉及一种太赫兹负曲率光纤，具体涉及一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤，光纤的包层内设有4个等壁厚双层嵌套椭圆管和2个渐变壁厚半椭圆管；包层外设有护管，护管外设有完美匹配层；等壁厚双层嵌套椭圆管由外层半椭圆管和内层椭圆管组成；光纤的内半径R=6 mm，其纤芯的直径D<subgt;c</subgt;=7 mm；内层椭圆管的长半轴r<subgt;c</subgt;=1.1 mm，其椭圆率为r<subgt;d</subgt;/r<subgt;c</subgt;=0.8，壁厚t<subgt;1</subgt;=0.035 mm；外层半椭圆管和渐变壁厚半椭圆管的长半轴r<subgt;a</subgt;=2.5 mm，椭圆率r<subgt;b</subgt;/r<subgt;a</subgt;=1.05，渐变壁厚半椭圆管的最大壁厚t<subgt;2</subgt;=0.1 mm；护管的厚度JT=0.3 mm；完美匹配层的厚度T=0.5 mm。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太赫兹负曲率光纤，具体涉及一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤。

技术介绍

1、在光纤通信、光纤传感器、光纤激光器和光纤陀螺仪等领域中，需要控制光波的偏振态，以满足系统要求。为获得高偏振度的线偏振光需采用高性能的光纤偏振滤波器，目前常用的光纤偏振滤波器主要包括激发表面等离子体共振型偏振滤波器和结构调控型偏振滤波器，两者都是为了在光纤中引入不对称的几何结构，增加某一偏振态的传输损耗，提取单一的偏振态，避免两个偏振基膜引起的偏振串扰与偏振模色散，提高太赫兹通信的性能。相比于激发表面等离子体共振型偏振滤波器，结构调控型偏振滤波器具有更大的设计自由度和较高的灵活性，可以在更宽频段内实现高性能的偏振滤波器。

2、空芯光纤偏振滤波器是在纤芯区导光，可以实现近零色散、低非线性、高抗干扰性和低应力/热敏度，在高速数据通信、高精度传感和高功率激光等应用领域比实芯光纤偏振滤波器更有发展前景。空芯光纤主要分为光子带隙光纤（photonic bandgap fiberspbgfs）和负曲率光纤（negative curvature fibers ncfs）。特别是ncfs因具有非线性小、传输损耗低、色散可忽略和带宽大等传输特性而广受关注。c. wei等人设计了一种由两个嵌套圆管（谐振管嵌套在反谐振管内）和四个无嵌套圆管组成的ncf偏振滤波器，在1550 nm时的偏振损耗比达到850。s. yan等人报道了一种基于六个双环节点管的ncf偏振滤波器，引入不对称的材料，在3000 nm时的偏振损耗比达到5085。s. yan等人提

3、虽然已经公开了各种光学偏振滤波器件，然而，由于目前太赫兹波段的传输损耗较高，偏振损耗比难以进一步提高。l. xue等人采用zeonex材料数值分析了基于四个嵌套半椭圆管的thz ncf偏振滤波器，两个方向的壁厚不对称，在0.5 thz时的偏振损耗比仅为156，并且传输的基模损耗也高达0.98 db/m。研究发现，目前公开的ncf偏振滤波器都是通过反谐振反射光波导（anti-resonant reflecting optical waveguide arrow）的原理调节谐振条件，然而总是会影响另一个方向的损耗，进而影响偏振滤波器的性能。

技术实现思路

1、为了进一步解决上述偏振串扰问题，本专利技术提供了一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤。设计了一种非对称包层结构的负曲率光纤，从而实现提高偏振损耗比的目的。

2、本专利技术采用的技术方案为：一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤，太赫兹负曲率光纤的包层内设有4个等壁厚双层嵌套椭圆管和2个渐变壁厚半椭圆管，4个等壁厚双层嵌套椭圆管由2个渐变壁厚半椭圆管分隔为等数量的两组，且4个等壁厚双层嵌套椭圆管和2个渐变壁厚半椭圆管圆周均布；光纤包层的外部设有护管，护管的外部设有完美匹配层；所述等壁厚双层嵌套椭圆管由等壁厚外层半椭圆管和等壁厚内层椭圆管组成，内层椭圆管位于护管的内壁上；太赫兹负曲率光纤的内半径 r=6 mm，其纤芯的直径 d c = 7 mm；所述等壁厚内层椭圆管的长半轴 r c=1.1 mm，其椭圆率为 r d/ r c = 0.8，壁厚 t 1=0.035 mm；所述等壁厚外层半椭圆管和渐变壁厚半椭圆管的长半轴 r a = 2.5 mm，椭圆率 r b/ r a = 1.05，其中渐变壁厚半椭圆管的最大壁厚 t 2 = 0.1 mm；所述护管的厚度 jt =0.3 mm；所述完美匹配层的厚度 t=0.5 mm；太赫兹负曲率光纤的基底材料为高阻硅。

3、进一步地，所述渐变壁厚半椭圆管为中间厚两端薄的渐变壁厚半椭圆管。

4、进一步地，所述等壁厚内层椭圆管、等壁厚外层半椭圆管和渐变壁厚半椭圆管的半轴均为中心至外壁的长度。

5、进一步地，太赫兹负曲率光纤在x轴方向应用渐变壁厚的单层半椭圆管结构增强x偏振基模的谐振效应，在y轴方向应用双层嵌套椭圆管结构增强y偏振基模的反谐振效应。

6、本专利技术的有益效果：提供了一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤。一种采用高阻硅作为光纤材料，设计了一种非对称的ncf，x轴方向应用渐变壁厚的单层半椭圆管结构增强xpfm的谐振效应，y轴方向应用双层嵌套椭圆管结构增强ypfm的反谐振效应，从而实现提高偏振损耗比的目的，在1 thz时的偏振损耗比达到1276。此外，在0.98-1.02 thz范围内的偏振损耗比均大于100，并且在0.98 thz时的偏振损耗比高达6321，同时，ypfm以6.07 ×10-4 db/m的超低损耗传输。

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【技术保护点】

1.一种高偏振损耗比的太赫兹负曲率光纤，其特征在于：太赫兹负曲率光纤的包层内设有4个等壁厚双层嵌套椭圆管（1）和2个渐变壁厚半椭圆管（2），4个等壁厚双层嵌套椭圆管（1）由2个渐变壁厚半椭圆管（2）分隔为等数量的两组，且4个等壁厚双层嵌套椭圆管（1）和2个渐变壁厚半椭圆管（2）圆周均布；光纤包层的外部设有护管（3），护管（3）的外部设有完美匹配层（4）；所述等壁厚双层嵌套椭圆管（1）由等壁厚外层半椭圆管（11）和等壁厚内层椭圆管（12）组成，等壁厚内层椭圆管（12）位于护管（3）的内壁上；太赫兹负曲率光纤的内半径R=6 mm，其纤芯（5）的直径Dc = 7 mm；所述等壁厚内层椭圆管（12）的长半轴rc=1.1 mm，其椭圆率为rd/rc = 0.8，壁厚t1=0.035 mm；所述等壁厚外层半椭圆管（11）和渐变壁厚半椭圆管（2）的长半轴ra = 2.5 mm，椭圆率rb/ra = 1.05，其中渐变壁厚半椭圆管（2）的最大壁厚t2= 0.1 mm；所述护管（3）的厚度JT =0.3 mm；所述完美匹配层（4）的厚度T=0.5 mm；太赫兹负曲率光纤的基底材料为高阻硅。

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【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，孙广荣，孙宇丹，刘超，赵雪妍，吕靖薇，刘伟，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：

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