[發明專利]一種全固態寬帶色散補償折射率引導型微結構光纖

有效

• 申請號: 201710178076.7
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106908895B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 王偉;屈玉瑋;張春蘭;左玉婷;王珺琪
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036
• 代理公司: 13116 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)
• 代理人: 李合印

1.一種全固態寬帶色散補償折射率引導型微結構光纖，其包括內、外層纖芯圓柱、包層圓柱以及基底材料，其特征在于：所述基底材料為純石英，內層纖芯圓柱為摻鍺的純石英棒，外層纖芯圓柱為一層按照正六邊形緊密排列的摻氟或硼的純石英棒；包層圓柱為按照正六邊形緊密排列的摻氟或硼的純石英棒；內層纖芯圓柱的折射率大于基底材料折射率，基底材料折射率大于外層纖芯圓柱折射率，外層纖芯圓柱折射率大于包層圓柱折射率；所有包層圓柱的直徑相同，并且大于外層纖芯圓柱直徑，內層纖芯圓柱直徑大于外層芯圓柱直徑；所有圓柱的柱間距相等；

所述光纖基底材料折射率為1.45；所述光纖內層芯圓柱的折射率范圍為1.45～1.485；所述光纖外層芯圓柱的折射率范圍為1.44～1.45；所述光纖包層圓柱的折射率范圍為1.425～1.44；所述光纖內層芯圓柱直徑范圍為1.2～2.0μm；所述光纖外層芯圓柱直徑范圍為0.4～0.59μm；所述光纖包層圓柱直徑范圍為0.8～1.8μm；上述所有圓柱的柱間距均為1.8～2.4μm；

內層纖芯和外層纖芯的圓柱折射率均大于包層圓柱的折射率，形成基于全內反射導光的微結構光纖，通過靈活設置內、外層纖芯圓柱的折射率和直徑、包層圓柱的折射率和直徑以及柱間距，可以靈活調節色散特性；

當波長小于相位匹配波長時，基模在內層芯中傳播，此時內層芯基模有效折射率大于外層芯高階模有效折射率；當波長等于相位匹配波長時，內層芯基模和外層芯高階模的有效折射率相等，從而內層芯基模和外層芯高階模發生耦合，即內層芯基模轉換到外層芯中傳播，外層芯高階模轉換到內層芯中傳播，當波長大于相位匹配波長時，內層芯基模能量逐漸向外層芯耦合，此時外層芯基模有效折射率大于內芯層高階模有效折射率；

由于光纖的色散隨波長發生變化，為了適應寬帶色散補償的需要，必須考慮對色散和色散斜率同時進行補償，為了同時考慮色散和色散斜率的因素；在相位匹配波長前，色散值具有負色散值以及負色散斜率，滿足寬帶色散補償的需要，在1500nm～1600nm波長范圍內，色散值在-220ps/nm·km～-163ps/nm·km內變化，所述光纖的卡帕值接近于標準單模光纖的卡帕值，且在1538nm和1578nm處光纖的卡帕值與標準單模光纖的卡帕值相等，具有良好的寬帶色散補償特性。

2.根據權利要求1所述的全固態寬帶色散補償折射率引導型微結構光纖，其特征在于：所述光纖包層總層數為6層，在內層纖芯和外層纖芯之間有三層，外層纖芯之外有三層。