[發(fā)明專利]一種全固態(tài)寬帶色散補(bǔ)償折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710178076.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN106908895B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;屈玉瑋;張春蘭;左玉婷;王珺琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/02
• 分類號(hào): G02B6/02;G02B6/036
• 代理公司: 13116 秦皇島一誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李合印

一種全固態(tài)寬帶色散補(bǔ)償折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖，它包括內(nèi)、外層纖芯圓柱、包層圓柱和基底材料，其中基底材料為純石英，內(nèi)層纖芯圓柱為摻鍺的純石英棒，外層纖芯圓柱為一層按正六邊形緊密排列的摻氟或硼的純石英棒；包層圓柱為按正六邊形緊密排列的摻氟或硼的純石英棒；內(nèi)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；包層圓柱的直徑相同，且大于外層纖芯圓柱直徑，內(nèi)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。本發(fā)明易制備、易與傳統(tǒng)光纖耦合，能對(duì)高速密集波分復(fù)用光纖通信傳輸過程中的累積色散進(jìn)行寬帶色散補(bǔ)償、為光纖通信系統(tǒng)提供有效傳輸介質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微結(jié)構(gòu)光纖。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中，尤其是高速密集波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)中，傳輸過程中的累積色散成為對(duì)該類系統(tǒng)的主要限制。因此，對(duì)高速密集波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行寬帶色散補(bǔ)償成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

隨著人們對(duì)微結(jié)構(gòu)光纖(又叫光子晶體光纖)的理論研究和制備技術(shù)的不斷了解，人們發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整光纖微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以極大地調(diào)節(jié)光纖的色散特性,例如光纖的色散平坦特性、色散補(bǔ)償特性等。

目前有關(guān)色散補(bǔ)償微結(jié)構(gòu)光纖的研究，主要集中在空芯、全固帶隙型和空氣孔-石英結(jié)構(gòu)折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖方面。但是帶隙型光纖限制了導(dǎo)光窗口，不適于做傳輸介質(zhì)；空氣孔-石英結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)光纖存在不易與傳統(tǒng)光纖耦合、拉制過程中由于溫度過高，包層中的空氣孔很容易出現(xiàn)塌陷或形變等缺點(diǎn)。

由于全固折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖采用不同折射率的介質(zhì)柱代替空氣孔構(gòu)成，在適合做傳輸介質(zhì)的同時(shí)具有易與傳統(tǒng)光纖耦合、易制備等優(yōu)點(diǎn)，能有效解決上述空芯、全固帶隙型和空氣孔-石英結(jié)構(gòu)折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖所存在問題。目前已有部分研究人員對(duì)全固折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖展開研究，但他們主要對(duì)其色散平坦特性、大模面積特性等進(jìn)行研究。該類光纖能有效的在光纖通信中傳輸信號(hào)，但都不具備色散補(bǔ)償特性，無法對(duì)光纖通信傳輸過程中的累積色散進(jìn)行補(bǔ)償。

目前未見研究人員對(duì)全固折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖的色散補(bǔ)償特性展開研究，僅發(fā)現(xiàn)兩篇與全固色散補(bǔ)償微結(jié)構(gòu)光纖密切相關(guān)的報(bào)道。一是Gautam Prabhakar等設(shè)計(jì)一種局部全固色散補(bǔ)償折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖，該光纖雖然具有單點(diǎn)色散補(bǔ)償特性或?qū)拵⒀a(bǔ)償特性，但該光纖仍然含有兩層圓形空氣孔，存在不易與傳統(tǒng)光纖耦合、拉制過程中由于溫度過高，包層中的空氣孔很容易出現(xiàn)塌陷或形變等缺點(diǎn)。二是賀馮良等設(shè)計(jì)一種全固色散補(bǔ)償帶隙型微結(jié)構(gòu)光纖，該光纖雖然具有多零色散點(diǎn)特性和負(fù)色散補(bǔ)償特性，但該光纖為帶隙型光纖，限制了導(dǎo)光窗口，不適于做傳輸介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種易制備、易與傳統(tǒng)光纖耦合、能對(duì)高速密集波分復(fù)用光纖通信傳輸過程中的累積色散進(jìn)行寬帶色散補(bǔ)償并且能為光纖通信系統(tǒng)提供有效傳輸介質(zhì)的全固態(tài)寬帶色散補(bǔ)償折射率引導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖。

本發(fā)明包括內(nèi)、外層纖芯圓柱、包層圓柱以及基底材料，其中基底材料為純石英，內(nèi)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(nèi)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(nèi)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。

所述基底材料折射率為1.45；

所述內(nèi)層纖芯圓柱的折射率為1.45～1.485；

所述外層纖芯圓柱的折射率為1.44～1.45；

所述包層圓柱的折射率為1.425～1.44；

所述內(nèi)層纖芯圓柱直徑為1.2～2.0μm；