【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤，特别涉及一种基于拉锥的宽带色散补偿光纤及其制备方法。
技术介绍
1、自1966年光纤被提出作为光通信的传输介质以来，现代光纤技术经历了几十年的发展，如今的光纤通信已经成为主流通信技术的一部分。随着技术的不断进步以及信息流量的不断增加，对高速远距离光纤通信系统的要求越来越高，其中光束在光纤中的长距离传播会因累积色散而受到脉冲形状变化的影响，因此色散累积已成为现代超高速率、超宽带宽、超长距离光纤通信中不可避免的问题，其存在将严重影响全光网络系统的建设，克服此类系统的色散已成为光纤通信领域的研究热点。标准单模光纤在波长为1.55μm时色散为17～20ps/(nm·km)。
2、此前，具有宽带负色散的光子晶体光纤设计被提出，但是光子晶体光纤的制造工艺较为复杂，成本较高，难以大规模应用在光纤通信系统中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种基于拉锥的宽带色散补偿光纤及其制备方法，旨在宽带波长范围内实现对正色散的补偿并且简化光纤结构。
2、本专利技术采用的技术方案具体为：
3、一种基于拉锥的宽带色散补偿光纤，所述宽带色散补偿光纤由光纤中心向外依次包括高折射率纤芯、第一低折射率环形区域、高折射率环形区域和第二低折射率环形区域；所述宽带色散补偿光纤经拉锥后光纤各区域直径沿轴向变化；其中：高折射率纤芯和高折射率环形区域的折射率均大于其它区域。
4、作为本专利技术的进一步改进，所述宽带色散补偿光纤沿长度方向依次为第一圆柱端部、
5、作为本专利技术的进一步改进，所述高折射率纤芯和高折射率环形区域选择相同或不同折射率材料。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述高折射率纤芯和高折射率环形区域的折射率分布为阶跃或渐变分布。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述第一低折射率环形区域和第二低折射率环形区域的材料选自二氧化硅、掺氟二氧化硅、schott玻璃；
8、所述高折射率纤芯、高折射率环形区域的材料选自掺锗二氧化硅、schott玻璃、氟化物、硫化物。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述第一低折射率环形区域和第二低折射率环形区域材料为二氧化硅，高折射率纤芯和高折射率环形区域材料为掺锗二氧化硅，高折射率纤芯掺锗摩尔浓度为0.01～100mol％，高折射率环形区域掺锗摩尔浓度为0.01～100mol％。
10、一种基于拉锥的宽带色散补偿光纤的制备方法，包括：
11、根据所需负色散数值及工作窗口设计拉锥前的光纤材料及结构参数；
12、计算拉锥后沿轴向不同横截面处光纤的窄带负色散曲线；
13、基于色散曲线设计拉锥后光纤轴向直径变化曲线；
14、根据设计参数进行预制棒制备及光纤拉制，控制拉锥速度及加热温度。
15、作为本专利技术的进一步改进，通过调整拉锥后光纤轴向直径变化曲线，控制色散平坦区域色散曲线斜率的正负。
16、相较于现有技术，本专利技术的优点和有益效果：
17、本专利技术由光纤中心向外依次包括高折射率纤芯、第一低折射率环形区域、高折射率环形区域和第二低折射率环形区域，经拉锥后光纤各区域直径沿轴向变化得到的宽带色散补偿光纤，在宽带波长范围内实现对正色散的补偿并且简化光纤结构。光纤结构相对简单，易于拉制及实际应用。
18、本专利技术通过选择纤芯和环形区域的材料、适当调节厚度或环形区域位置、控制拉锥速度和温度，可以实现宽带负色散的大小、斜率以及所在波长范围的调整。拉锥前光纤直径与单模光纤直径接近，有利于实现与前端单模光纤的芯径与模场匹配，降低与前端单模光纤的耦合损耗。
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1.一种基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述宽带色散补偿光纤由光纤中心向外依次包括高折射率纤芯、第一低折射率环形区域、高折射率环形区域和第二低折射率环形区域；所述宽带色散补偿光纤经拉锥后光纤各区域直径沿轴向变化；其中：高折射率纤芯和高折射率环形区域的折射率均大于其它区域。
2.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述宽带色散补偿光纤沿长度方向依次为第一圆柱端部、第一锥形区域、中间圆柱部、第二锥形区域及第二圆柱端部，且中间圆柱部的直径均小于其他部分的区域直径；所述宽带色散补偿光纤沿长度方向整体结构关于中轴线对称设置。
3.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述高折射率纤芯和高折射率环形区域选择相同或不同折射率材料。
4.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述高折射率纤芯和高折射率环形区域的折射率分布为阶跃或渐变分布。
5.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述第一低折射率环形区域和第二低折射率环形区域的材料选自二氧化硅、掺氟二
6.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述第一低折射率环形区域和第二低折射率环形区域材料为二氧化硅，高折射率纤芯和高折射率环形区域材料为掺锗二氧化硅，高折射率纤芯掺锗摩尔浓度为0.01～100mol％，高折射率环形区域掺锗摩尔浓度为0.01～100mol％。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤的制备方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤的制备方法，其特征在于，通过调整拉锥后光纤轴向直径变化曲线，控制色散平坦区域色散曲线斜率的正负。
...【技术特征摘要】
1.一种基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述宽带色散补偿光纤由光纤中心向外依次包括高折射率纤芯、第一低折射率环形区域、高折射率环形区域和第二低折射率环形区域；所述宽带色散补偿光纤经拉锥后光纤各区域直径沿轴向变化；其中：高折射率纤芯和高折射率环形区域的折射率均大于其它区域。
2.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述宽带色散补偿光纤沿长度方向依次为第一圆柱端部、第一锥形区域、中间圆柱部、第二锥形区域及第二圆柱端部，且中间圆柱部的直径均小于其他部分的区域直径；所述宽带色散补偿光纤沿长度方向整体结构关于中轴线对称设置。
3.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述高折射率纤芯和高折射率环形区域选择相同或不同折射率材料。
4.根据权利要求1所述的基于拉锥的宽带色散补偿光纤，其特征在于，所述高折射率...
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