[發明專利]一種細徑保偏光子晶體光纖

無效

• 申請號: 201310271660.9
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103323909A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 李緒友;楊漢瑞;許振龍;凌衛偉;郭慧;王歲兒;于瑩瑩;孫波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02B6/032
• 分類號: G02B6/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種光子晶體光纖，具體地說是一種細徑、具有良好偏振保持特性的保偏光子晶體光纖。

背景技術

光子晶體光纖是一種在光子帶隙理論上發展起來的新型的光纖，由于結構設計的靈活性和獨特的光學特性，自上世紀末問世以來就得到了廣泛的關注。典型的光子晶體光纖由純石英晶體和分布在其中的一定數量的空氣組孔成，這些空氣孔沿光纖軸向分布并貫穿整根光纖，因此光子晶體光纖又被稱作微結構光纖或多孔光纖。光子晶體光纖結構設計靈活，通過調整包層空氣孔大小，孔間隙大小、中心實體大小、中心實體折射率等，可以獲得理想的雙折射、非線性、色散等特性。大量研究表明，光子晶體光纖之所以能夠提供較高的雙折射主要得益于以下兩點：第一，得益于設計合理的空氣孔，光子晶體光纖的纖芯與包層的折射率差遠大于傳統光纖；第二，通過靈活的結構設計，在纖芯或包層內可以方便地引入不對稱結構。

光子晶體光纖的發展，特別是保偏光子晶體光纖的發展與研究為光纖陀螺解決環境適應性問題提供了全新的思想。常見的中、高精度的光纖陀螺光纖敏感環大都采用傳統保偏光纖（應力型保偏光纖）制成。由于傳統保偏光纖的高雙折射主要是通過引入應力區獲得的，當溫度升高時，應力區內的應力隨溫度升高而逐漸釋放，雙折射值隨之逐漸減小甚至消失，所以其溫度穩定性較差。同時，在核輻射情況下光纖纖芯中的鍺會向包層中擴散，導致纖芯中的折射率逐步減小，致使光在傳輸光纖中由纖芯逐步向包層中擴散，損耗嚴重。而采用光子晶體光纖制作的光纖陀螺可獲得較高的溫度穩定性、較低的彎曲損耗、較低的偏置漂移和噪聲，對進一步提高光纖陀螺的性能具有重要的價值，其特殊的結構分布和特性，使光得光子晶體光纖陀螺比傳統光纖陀螺擁有眾多不可比擬的優越性。

光纖陀螺對保偏光纖的要求主要有以下幾點：

（1）結構要求：光纖陀螺需要的光纖敏感環尺寸較小，為了降低彎曲損耗、減小光纖彎曲斷裂的幾率，需要使光纖的直徑較??；

（2）制備要求：為了提高光纖制備的成品率，要求其制備難度不能太高；

（3）溫度特性要求：為抑制溫度效應對光纖陀螺性能的不良影響，光纖陀螺采用的保偏光纖應當具有一定的溫度穩定性；

（4）偏振保持特性要求：在中、高精度光纖陀螺中大多采用偏振保持光路結構，這就要求所使用的光纖應該具有高雙折射特性；

（5）環境要求：光纖陀螺需要可以在具有核輻射等極端條件的環境中應用，這就要求所選用的光纖能在極端情況下具有較強的穩定性。

雖然目前市面上出現了一些適用于光纖陀螺敏感環的光子晶體光纖，但是這些光纖的尺寸較大，制備較為復雜，不能很好地滿足光纖陀螺高精度、小型化發展趨勢的需要。而細徑保偏光子晶體光纖代表了光纖陀螺敏感環用光纖的未來發展方向。因此，有必要專門研制符合光纖陀螺要求的細徑保偏光子晶體光纖。

發明內容

本發明的目的在于提供一種細徑、高雙折射、制備簡單，適用于光纖陀螺的細徑保偏光子晶體光纖。

本發明的目的是這樣實現的：

包括石英晶體基底，在基底上分布有按照一定規則排列的若干空氣孔形成纖芯和包層，所述空氣孔沿光纖軸向分布并貫穿整根光纖，所述空氣孔的孔徑尺寸為波長量級，所述按照一定規則排列的若干空氣孔的分布為：按照直徑大小空氣孔分為大空氣孔和小空氣孔兩種，空氣孔分為三層，各層空氣孔排列呈正五邊形；第一層即最內的一層包含5個空氣孔，每個空氣孔占據這個五邊形的五個頂點，其中三個大空氣孔，兩個小空氣孔；第二層即中間的一層由10個小空氣孔組成，其中5個空氣孔各自占據五邊形的5個頂點，在五邊形五條邊中點上各有一個空氣孔；第三層即最外的一層由10個空氣孔組成，五邊形五個頂點的氣孔缺失，五條邊各均勻分布有兩個小孔。

本發明還可以包括：

1、大空氣孔直徑d₁、小空氣孔直徑為d₂和氣孔間距Λ之間的關系滿足：Λ=d₁=2d₂。

2、大空氣孔直徑d₁的取值范圍為1.6μm～2.4μm。

3、基底直徑為20μm～80μm。