[發明專利]一種超大正色散的ZBLAN氟化物光子晶體光纖

有效

• 申請號: 201710707547.9
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107272110B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 李劍峰;賴雪;王妍妍;海永晨;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊;劉東

本發明公開一種超大正色散的ZBLAN氟化物光子晶體光纖，涉及光纖通信系統中色散補償器件領域，所述光纖包括纖芯、包覆在纖芯外的內包層、包覆在內包層外的外包層，所述內包層為由兩層小空氣孔道構成的正六邊形結構，所述外包層為由四層大空氣孔道構成的正六邊形結構。所述大空氣孔道的橫截面積不超過所述小空氣孔道的橫截面積的2倍數。本發明通過設計氟化物光纖的內部結構實現光纖在1.8um?3.6um波長范圍內獲得正色散，尤其是2.9um處獲得?351.3ps/km/nm的最大正色散值，且保持0.05dB/m的低限制損耗，從而將激光腔內產生的色散補償為近零色散以達到獲得超短和高能脈沖的目的。

技術領域

本發明涉及光纖通信系統中色散補償器件領域，尤其涉及一種超大正色散的ZBLAN氟化物光子晶體光纖。

背景技術

在中紅外波長(2.5um-25um)的高峰值功率的超短脈沖波長在國防、激光手術、工業加工、作為產生中紅外和遠紅外光譜的泵浦源等領域具有重要的應用前景。同時中紅外波長的高峰值功率的超短脈沖也是對塑料，聚合物，玻璃等物質整形和處理的理想光源。2015年，Duval等人已經實現了中紅外波段下，脈沖間距為207fs，峰值功率為3.5kW的超短高峰值脈沖。然而沒有額外的色散補償器引入到產生超短脈沖的腔內，很難再進一步縮短脈沖。ZBLAN氟化物在中紅外波段吸收損耗很低，是選作色散補償器的一種很好的材料。2016年，Qingl in Yang等人設計了一種正色散的單包層ZBLAN氟化物光纖，通過減少核心的直徑和擴大數值孔徑NA,最終在3um處色散值達到了-685ps/km/nm。然而,設計小核心直徑將會導致大的插入損耗和限制損耗，同時也容易引起模場的畸變，影響產生脈沖的帶寬。

發明內容

本發明的目的在于：為解決現有的氟化物光纖由于色散不能補償而不能產生脈寬很窄的鎖模脈沖和有較大限制損耗的問題，本發明提供一種超大正色散的ZBLAN氟化物光子晶體光纖。

本發明的技術方案如下：

一種超大正色散的ZBLAN氟化物光子晶體光纖，光纖的材料為53ZrF₄-20BaF₂-4LaF₃-3AlF₃-20NaF，所述光纖包括纖芯、包覆在纖芯外的內包層、包覆在內包層外的外包層，所述內包層為由兩層小空氣孔道構成的正六邊形結構，所述外包層為由四層大空氣孔道構成的正六邊形結構。

所述大空氣孔道的橫截面積不超過所述小空氣孔道的橫截面積的2倍。

優選地，在光纖同一截面中，每一層小空氣孔道和每一層大空氣孔道中位于正六邊形六個頂點處的小空氣孔道中心和大空氣孔道中心在同一直線上。

進一步地，所述內包層的兩層小空氣孔道構成的正六邊形的邊長分別為1.35um和2.7um；所述外包層的四層大空氣孔道構成的正六邊形的邊長分別為4.05um、5.4um、6.75um、8.1um。

進一步地，所述光纖直徑為18um，小空氣通道的直徑為1um，大空氣通道的直徑為1.3um；

相鄰的小空氣通道的間距為1.35um，相鄰的大空氣通道的間距為1.35um；小空氣通道和大空氣通道的接壤處，小空氣通道和大空氣通道的間距也為1.35um。

具體地，所述光纖的材料為53ZrF₄-20BaF₂-4LaF₃-3AlF₃-20NaF。

采用上述方案后，本發明的有益效果如下：

(1)通過設計的超大正色散ZBLAN氟化物光子晶體光纖，達到了在1.8um-3.6um波長圍內能夠產生正色散，尤其在波長為2.9um處產生-351.3ps/km/nm的最大正色散值且限制損耗小到0.05dB/m，可以用作產生3um超短高能脈沖的色散補償光纖。