[發(fā)明專利]混合導(dǎo)光型單偏振單模光纖

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210601.1
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102279439A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉敏;張敏;董傳培;馬玲芳;賀馮良
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024;G02B6/036;G02B6/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光子晶體光纖，特別涉及一種混合導(dǎo)光型單偏振單模光纖。

背景技術(shù)

光子晶體光纖（photonic?crystal?fiber，PCF）是一種帶有線缺陷的二維光子晶體，又被稱為微結(jié)構(gòu)光纖(Microstructure?Optical?Fiber)或多孔光纖(Holey?Fiber)，是由R.J.Russell小組的J.C.Knight等人在1996年首次制造出來的(Optics?Letters，21，1547-1549，1996)。PCF的包層由規(guī)則分布的空氣孔組成，纖芯由石英或空氣孔構(gòu)成線缺陷，利用其局限光的能力，將光限制在纖芯中傳播。PCF按其導(dǎo)光機制可以分為兩類：折射率導(dǎo)光型PCF，通過全內(nèi)反射導(dǎo)光；光子帶隙導(dǎo)光型PCF，通過光子帶隙效應(yīng)導(dǎo)光。混合導(dǎo)光型PCF是近年新起的一個研究熱點，該種光纖主要是在傳統(tǒng)空氣孔包層中填充了兩種不同折射率的介質(zhì)，使包層形成某一局部的有效折射率大于纖芯折射率，而另外部分包層的有效折射率小于纖芯折射率，即存在帶隙型和全內(nèi)反射型兩種導(dǎo)引機理共同作用的情況，因此同時具備了折射率導(dǎo)光型和帶隙導(dǎo)光型PCF的特性。

單偏振單模(single-polarization?single-mode,?SPSM)光纖僅支持基模的一個偏振分量在其中傳輸，因此又被稱為“絕對單模”(Absolute?Single-mode)光纖。SPSM光纖可消除偏振串?dāng)_、偏振模色散等不利影響。因此，在光通信、高性能光器件、光纖光學(xué)、傳感乃至醫(yī)療等眾多領(lǐng)域顯示出巨大優(yōu)勢并已得到廣泛應(yīng)用。

因此急需一種在混合導(dǎo)光型中實現(xiàn)單偏振單模特性的光子晶體光纖。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種在混合導(dǎo)光型中實現(xiàn)單偏振單模特性的光子晶體光纖，消除混合導(dǎo)光型PCF中的偏振串?dāng)_、偏振模色散的影響。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的混合導(dǎo)光型單偏振單模光纖，包括纖芯和混合包層，所述混合包層為包圍纖芯的帶有空氣孔結(jié)構(gòu)的區(qū)域，所述空氣孔在光纖基質(zhì)中沿軸向均勻呈周期性排列。

進(jìn)一步，所述混合包層還包括有側(cè)芯結(jié)構(gòu)；所述側(cè)芯結(jié)構(gòu)為高雙折射的類矩形結(jié)構(gòu)，所述側(cè)芯結(jié)構(gòu)對稱分布在以纖芯為中心的混合包層中的同一圓周上；

進(jìn)一步，所述混合包層包括內(nèi)包層和外包層，所述內(nèi)包層夾在纖芯和外包層之間，所述內(nèi)包層的半徑r₁=0.6微米，所述外包層的半徑r=1.12微米，所述空氣孔的孔間距Λ=2.80微米；

進(jìn)一步，所述內(nèi)包層采用折射率為????????????????????????????????????????????????的摻雜高折射率棒；

進(jìn)一步，所述外包層為5層環(huán)狀空氣孔；

進(jìn)一步，所述類矩形側(cè)芯結(jié)構(gòu)為將外包層中的空氣孔移去同排相鄰的三個空氣孔所形成的區(qū)域，所述類矩形側(cè)芯結(jié)構(gòu)對稱分布在纖芯的兩側(cè)；

進(jìn)一步，所述光纖纖芯為對稱性的無雙折射區(qū)的芯區(qū)；

進(jìn)一步，所述整個光纖的基質(zhì)為折射率n=1.45的硅材料；

進(jìn)一步，所述光纖混合包層中的空氣孔為是圓形或正多邊形。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明提出在混合導(dǎo)光型光子晶體光纖中實現(xiàn)單偏振單模特性，形成一種新穎的混合導(dǎo)光型單偏振單模光纖，可以消除混合導(dǎo)光型PCF中的偏振串?dāng)_、偏振模色散等非理性因素的影響，該光纖結(jié)構(gòu)的單偏振單模范圍是1.527微米-1.639微米，包含了現(xiàn)有光通信系統(tǒng)使用的1.55微米，而且在單偏振單模區(qū)域內(nèi)具有平坦的群速度色散，因此具有較大的實用價值。本文提出的結(jié)構(gòu)對于今后采用PCF制作新型光電器件具有指導(dǎo)意義。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其它優(yōu)點可以通過下面的說明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為混合導(dǎo)光型單偏振單模光纖的截面圖；

圖2為纖芯A區(qū)和側(cè)芯B區(qū)基模有效折射率分布隨波長的變化曲線；

圖3為纖芯A區(qū)基模群速度色散分布隨波長的變化曲線。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。