[發明專利]一種碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖

有效

• 申請號: 201711013491.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107632337B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 黃田野;黃攀;伍旭
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 付春霞

一種碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖，具有纖芯和包層，基底材料內具有沿著光纖軸線平行設置的多個空氣孔；在光纖的任意橫截面上：上述多個空氣孔沿著光纖的軸心成多層分布，每層的空氣孔均形成正六邊形，任意兩個相鄰空氣孔的孔心之間的距離均為P＝4μm，最內層的各空氣孔的直徑d1相等，d1范圍是3.0～3.7μm，其余空氣孔的直徑d為3μm最內層空氣孔的孔心之間形成的圓所包圍的基底材料形成纖芯，基底材料其他部分及空氣孔形成包層。本發明的光纖可實現1.55μm與2μm波段任意波長的群速度匹配，結構簡單，易于制作，交叉相位調制高效。

技術領域

本發明涉及光纖領域，更具體地說，涉及一種碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖。

背景技術

隨著通信技術的發展和人們對信息交互的強烈需求，全光通信網絡技術無可厚非地成為全球通信的主力。光通信網絡的迅猛發展使其容量在過去幾十年中呈指數級增長，在技術上有許多突破，包括低損耗單模傳輸光纖、摻鉺光纖放大器、波分復用等。對于長距離和大容量傳輸，大多數工作已經在C波段通信窗口(1530nm～1565nm)進行，其中光纖傳輸損耗最小，并且可以獲得低噪聲放大，高級調制格式信令允許在該有限帶寬內有效增加容量。然而，容量傳輸的帶寬距離積最終受光纖非線性限制。由于互聯網流量呈指數級增長，今天的電信網絡正在迅速推向其容量限制，引發了對潛在未來“容量緊縮”的擔憂。所以現有的1.55μm波段(1530nm～1565nm)的光纖通信系統已經逼近傳輸容量的極限了，而解決此問題的有效手段之一是開辟新的光傳輸波段。隨著2μm波段相關技術的飛速發展以及摻銩光纖放大器(TDFA)提供的巨大增益帶寬(1.8μm～2.1μm)，2μm波段已經具備成為下一個光纖傳輸窗口的巨大潛力。2um波段(1.8μm～2.3μm)光由于對二氧化碳、水等分子吸收峰很高，屬于人眼安全波段，在各領域都有廣泛的應用，如人眼安全的激光雷達、激光手術刀、材料加工整形、光纖傳感器等。

碲酸鹽玻璃具有高折射率、高非線性折射率系數、高稀土摻雜濃度、高膨脹系數、低聲子能、低熔點、穩定性好、抗腐蝕和特有的磁光性質，積極應用于激光器、非線性器件等中。然而目前還沒有將碲酸鹽應用于2um波段的具有群速度匹配光子晶體光纖的設計中，利用碲酸鹽制作2um波段的具有群速度匹配光子晶體光纖具有十分重要的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述現有技術中還沒有將碲酸鹽應用于2um波段的具有群速度匹配光子晶體光纖的設計中的技術缺陷，提供了一種碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖。

本發明為解決其技術問題，提供了一種碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖，該光纖具有均是由基底材料60TeO2-20PbO-20PbCl2制成的纖芯和包層，所述基底材料內具有沿著碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖軸線平行設置的多個空氣孔；在所述碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖的任意橫截面上：所述多個空氣孔沿著碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖的軸心成多層分布，每層的空氣孔均排布成正六邊形，任意兩個相鄰空氣孔的孔心之間的距離均為P＝4μm±0.25μm，最內層的各空氣孔的直徑d1范圍是3.0～3.7μm，最內層的任意空氣孔的直徑相差在0.5μm以內，其余空氣孔的直徑d為3μm±0.5μm，或者是任意兩個相鄰空氣孔的孔心之間的距離P的范圍是3.80～4.15μm，各任意兩個相鄰空氣孔的孔心之間的距離相差在0.725μm以內，最內層空氣孔的直徑d1均為3.3μm±1.45μm，其余空氣孔的直徑d為3μm±1.45m；最內層空氣孔的孔心之間形成的圓所包圍的基底材料形成所述纖芯，其他基底材料和所有空氣孔形成所述包層。

在本發明的碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖中，在光子晶體光纖的任意橫截面上,具有6層按正六邊形結構排列的空氣孔。

在本發明的碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖中，包層的直徑D＝57μm。

在本發明的碲酸鹽群速度匹配光子晶體光纖中，每一個正六邊形中，任意相鄰的兩條邊之間的交點處具有一個空氣孔。