[實用新型]細徑熊貓型保偏光纖

有效

• 申請號: 201120244546.3
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN202256757U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 汪洪海;皮亞斌
• 申請（專利權）人: 武漢長盈通光電技術有限公司
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平;周艷紅

技術領域

本實用新型涉及保偏光纖，具體地指一種具有優秀彎曲性能的細徑熊貓型保偏光纖。

背景技術

保偏光纖是特種光纖的一類。保偏光纖，即偏振保持光纖，是具有保持所傳輸光線的線偏振方向的一類光纖。保偏光纖可應用于許多領域，如復用相干通信、光纖陀螺儀、光纖水聽器、偏振傳感等，是一種具有廣泛應用價值的特種光纖類型。

在普通通信光纖中，由于其圓對稱性結構，入射的線偏振光在經過一定距離的傳輸后，由于不同偏振模式的耦合，能量交換，會成為橢圓或圓偏振光而無法保持線偏振態。而當一線偏振光被耦合進入保偏光纖時，如果線偏振光的偏振方向和保偏光纖的偏振主軸重合，則線偏振光可以在傳輸過程中保持其線偏振方向直至離開保偏光纖，即保偏光纖的雙折射現象。引起光纖雙折射現象的原因很多，各種幾何和應力的不均勻性均會引入雙折射。相應地，保偏光纖產品也包括幾何雙折射和應力雙折射保偏光纖。幾何雙折射保偏光纖的實例是橢圓芯子保偏光纖，這種保偏光纖的纖芯是橢圓形的，利用這種幾何的不對稱性產生雙折射效應。應力雙折射保偏光纖主要有蝶結型保偏光纖、熊貓型保偏光纖和橢圓包層型保偏光纖三種。這類光纖的特點是在光纖的包層中引入具有高膨脹系數的應力區擠壓纖芯產生雙折射效應。

上述應力雙折射保偏光纖中，熊貓型保偏光纖應用得最為廣泛，其結構包括纖芯、應力區和包層部分，其中纖芯位于包層的中心部分，而兩個圓柱狀的應力區分布在纖芯的兩側。纖芯一般為鍺氟共摻雜的石英玻璃、應力區一般為硼摻雜的石英玻璃、而包層一般為純石英玻璃材料。由于硼石英具有比純石英更大的熱膨脹性能，所以應力區能夠產生壓應力作用于纖芯部分，從而產生所謂的應力雙折射使得保偏光纖具有線偏振保持性能。

當前使用的保偏光纖的包層直徑一般為125μm或者80μm。這些保偏光纖由于幾何結構與通信光纖的幾何結構相似，因此在一般通信器件和系統中的應用具有優勢。

然而，無論在通信系統還是在光纖傳感的應用領域，器件小型化是技術發展的方向，能夠忍受更小的彎曲半徑或者更小的繞環半徑的保偏光纖產品才能滿足小型化器件的要求。在這方面，125μm或者80μm包層直徑的保偏光纖，在較小的彎曲半徑時，由于具有較大的彎曲應力，對保偏光纖的衰減性能和雙折射性能均會產生顯著的影響，因此在器件小型化應用中存在相當地限制。一般而言，在長期使用條件下，包層直徑為125μm的保偏光纖的彎曲直徑應當在60mm以上，而包層直徑為80μm的保偏光纖的彎曲直徑應當在25mm以上。而當前對于保偏光纖的繞環直徑已經要求達到10mm左右，且能夠滿足長期穩定使用的要求。因此，在上述苛刻的使用條件下，125μm或者80μm包層直徑的保偏光纖已經難以使用，必須采用具有更好彎曲性能的保偏光纖產品。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種細徑熊貓型保偏光纖，具有優秀的彎曲性能和長期使用穩定性，能夠應用于小型光纖陀螺、光纖水聽器和光纖放大器等領域。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種細徑熊貓型保偏光纖，包括包層、應力區和纖芯，所述纖芯位于包層的中心，所述應力區對稱分布在纖芯兩側且位于包層中，其特別之處在于：所述包層的直徑為30～70μm。

上述技術方案中，所述應力區直徑與包層直徑的比值為0.2～0.4。

上述技術方案中，所述應力區間距與包層直徑的比值為0.15～0.35，且應力區間距與光纖工作波長的模場直徑M的比值為1.2～3。

上述技術方案中，所述應力區為硼摻雜的石英玻璃，硼摻雜濃度為10～25wt％。

上述技術方案中，所述纖芯與包層的相對折射率差為0.3～2％。

與現有熊貓型保偏光纖相比，本實用新型的有益效果在于：

1、小的光纖包層直徑，使得光纖在彎曲條件下，表面應力對于光纖的雙折射等光學性能的影響顯著降低，保證了光纖滿足小直徑彎曲或者小直徑繞環的使用需要；

2、小的光纖包層直徑，使得光纖在彎曲條件下，表面應力大為降低，光纖的機械性能得到顯著改善，可以保證光纖在小彎曲半徑使用條件下的長期壽命；

3、小的光纖包層直徑可以保證整個光纖直徑較小，因此光纖的體積也遠小于普通125μm或者80μm包層直徑的保偏光纖。較小的光纖體積對于小尺寸器件的應用相當重要，在較小的體積內可以容納較長的保偏光纖，確保了器件的性能指標；