[發明專利]一種細徑保偏光子晶體光纖

有效

• 申請號: 201410542262.0
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104360433B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 李緒友;楊漢瑞;于瑩瑩;孫波;王歲兒;凌衛偉;許振龍;郭慧
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明申請為申請號為201310268807.9、申請日為2013年6月28日、名稱為一種保偏光子晶體光纖陀螺器件的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種光纖。

背景技術

光纖陀螺是一種基于Sagnac效應測量運載體旋轉角速率的器件。較傳統的機械式轉子陀螺，干涉式光纖陀螺具有全固態、無旋轉部件、啟動時間短、壽命長、結構簡單等優點，基于此，光纖陀螺目前已成為引領慣性器件行業發展方向的主流儀器。因此，進一步提高光纖陀螺精度和可靠性，對慣性器件領域至關重要。而干涉式光纖陀螺的精度和可靠性極大地依賴于其重要組成部分光纖及光纖干涉環的性能及可靠性。在光纖中，溫度的變化導致折射率、長度、交錯區域尺寸以及壓力分布的變化，這些依次會影響該光纖中光傳播的相位。這種效應對光纖陀螺非常不利，因為它在環境和實物測量間引入聯系：光纖陀螺的輸出功率依賴于溫度，其變化范圍非常大。因此傳播相位的溫度依賴性是輸出功率中漂移產生的一個重要原因。通常情況下采用改進光纖環的繞制技術、適當的熱屏蔽等手段來降低溫度效應引起的光纖陀螺漂移。這些措施雖然在一定程度上抑制了漂移的增長，但同時又加大了光纖陀螺的尺寸。而采用降低光纖環的直徑的方法可以減小光纖陀螺的尺寸，但與此同時，隨著光纖環直徑的減小使得光纖的彎曲損耗逐漸加大，嚴重影響光纖陀螺的精度，違背降低光纖陀螺漂移的初衷。

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。對比傳統光纖，光子晶體光纖具有靈活的設計自由度、低溫度和壓力敏感性以及低彎曲損耗等特性。細徑保偏光子晶體光纖的發展為光纖陀螺的研究提供了廣闊前景，令其在減小光學噪聲、進一步縮小陀螺體積、提高陀螺溫度穩定性和精度等方面，具備傳統光纖陀螺所無法比擬的優越性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種細徑、高雙折射，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：

由單一二氧化硅材料材料和空氣孔組成，該細徑保偏光子晶體光纖的包層由三層空氣孔構成，各層空氣孔排列呈正五邊形，纖芯周圍第一包層圈由五個空氣孔構成，且最外層包層圈五邊形頂點處的空氣孔缺失。

本發明的細徑保偏光子晶體光纖還可以包括：

1、第一包層圈由三個大空氣孔501和兩個小空氣孔502呈正五邊形構成，第二包層圈由十個小空氣孔502呈正五邊形構成，第三包層圈由十個小空氣孔502構成頂點缺失的正五邊形。

2、所述大空氣孔501的直徑為D、小空氣孔502的直徑為d、孔間距為A，三者之間的關系為A＝D＝2d。

3、大空氣孔501的直徑D為1.6μm～2.4μm。

4、包層的直徑D_c為20μm～80μm。

本發明的細徑保偏光子晶體光纖用于光纖陀螺：包含由連結光纖連接的光源1、光電檢測器2、保偏光纖耦合器3、光學調制器4、全數字閉環處理電路6，還包含一個由細徑保偏光子晶體光纖繞制的細徑保偏光子晶體光纖干涉環5，所述細徑保偏光子晶體光纖干涉環兩端分別與光學調制器4的第一輸出端b和第二輸出端c相連，光源1發出的光通過保偏光纖耦合器3分成兩束光，一束光通過保偏光纖耦合器3后由光學調制器的輸入端a進入到光學調制器4，再由光學調制器的第一輸出端b和第二輸出端c輸出，并注入細徑保偏光子晶體光纖干涉環5中，然后同時沿順時針和逆時針方向進行傳輸，再分別通過光學調制器返回到保偏光纖耦合器3，通過保偏光纖耦合器3到達光電檢測器2，根據光電檢測器上檢測到的信號，測量順時針和逆時針方向干涉光的頻率差，通過全數字閉環處理電路6運算處理，得到運載體的角速率，保偏光纖耦合器3分成的另一束光進入死頭被衰減。

1、所述連結光纖為單模熊貓型保偏光纖。

2、繞制細徑保偏光子晶體光纖干涉環的細徑保偏光子晶體光纖的纖芯由缺失空氣孔的二氧化硅構成，所述空氣孔有三層，各層空氣孔排列呈正五邊形，纖芯周圍第一包層圈由五個空氣孔構成，且最外層包層圈五邊形頂點處的空氣孔缺失。

所述光源為寬帶摻鉺光纖超熒光光源；所述光學調制器為鈮酸鋰集成光學調制器。

本發明細徑保偏光子晶體光纖陀螺的優點在于：