[發明專利]光子晶體光纖

無效

• 申請號: 201010292436.4
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN102411167A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 龔磊;謝世忠
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及光學與激光光電子技術領域，尤其涉及一種光子晶體光纖。

背景技術

從1550nm紅外頻帶到500nm可見光頻帶的大跨度波長變換是連接傳統1550nm光信號處理和海底藍綠光信號傳輸的關鍵技術。然而傳統的光-電-光波長變換雖然技術成熟，但是其轉換速率受到電子瓶頸的限制，因此全光波長變換是更有前景的發展方向。在現有技術中，實現較大跨度波長變換的方法主要有基于四波混頻的波長變換方法以及基于電周期性極化光纖產生二次諧波的方法，兩種方法均需要光纖有較高的非線性，四波混頻波長變換所需要的相位匹配條件還需要光纖有適合的色散分布，而普通的非線性光纖難以達到這些要求。

非線性的光子晶體光纖可以很容易的滿足以上這些要求。光子晶體光纖，是一種包層具有周期性排列的沿光纖軸線平行伸展的空氣小孔結構的新型光纖。其中纖芯可以是實心的二氧化硅或者大空氣孔。前者是折射率導引型光子晶體光纖，后者是帶隙導引型光子晶體光纖。由于其具有空氣-二氧化硅結構，因此可以實現比摻雜大得多的折射率調制。光子晶體光纖的強折射率調制能夠使其比摻雜工藝制作的非線性光纖更加方便調節色散分布。目前所報道的能夠實現大跨度較高效率四波混頻波長變換的光纖都采用了雙零色散點結構，該種結構最容易符合跨度較大情況下的相位匹配條件。

但目前基于電周期性極化光纖產生二次諧波的光子晶體光纖所變換出的波長光的信號不夠強，因此影響了使用。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何使光子晶體光纖利用電周期性極化進行波長變換時，所輸出的光信號更強。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提出了一種光子晶體光纖，包括：纖芯，所述纖芯為摻鍺二氧化硅；圍繞著所述纖芯的包層，在所述包層中排列有周期性分布的空氣孔結構，

在所述包層內，在所述空氣孔結構的兩側設置有以所述纖芯為中心的位置對稱的兩個空氣孔，所述兩個空氣孔內插有電極。

其中，所述空氣孔結構按正六邊形排列。

其中，所述空氣孔結構中緊鄰所述纖芯的空氣孔有6個，分別位于所述正六邊形的頂點上，其中呈中心對稱的兩個空氣孔的直徑大于所述空氣孔結構中所有其它空氣孔的直徑，并且所述空氣孔結構中所有其它空氣孔的直徑相同。

其中，所述空氣孔結構中的空氣孔的排列周期是1.1μm。

其中，在所述空氣孔結構中，兩個直徑大于所有其它直徑相同的空氣孔的空氣孔的直徑是0.8μm。

其中，在所述空氣孔結構中，所述所有其它直徑相同的空氣孔的直徑是0.7μm。

其中，兩個用于插入電極的所述空氣孔的直徑是40μm。

其中，兩個用于插入電極的所述空氣孔之間的距離是80μm。。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案具有如下優點：上述技術方案通過在光子晶體光纖包層中設置兩個直徑較大的空氣孔，在其內部設置電極，實現光子晶體光纖采用電周期性極化進行波長變換，同時還采用了周期性排列的空氣孔結構，因而增強了二次諧波的效應，從而增強了變換所得的信號強度。

附圖說明

圖1是本發明實施例的光子晶體光纖的部分橫截面圖；

圖2是本發明一個實施例的光子晶體光纖的空氣孔結構的空氣孔直徑大小與色散曲線分布的關系圖；

圖3是本發明又一實施例的光子晶體光纖的空氣孔結構的空氣孔排列周期與色散曲線分布的關系圖；

圖4是本發明優選實施例的光子晶體光纖的橫截面圖；

圖5是本發明優選實施例的光子晶體光纖的色散曲線圖；

圖6是本發明優選實施例的光子晶體光纖相位匹配時泵浦、信號和閑頻分布圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖4所示為本發明優選實施例的光子晶體光纖的橫截面圖，包括：