[發明專利]一種微結構空心光纖

有效

• 申請號: 201810142943.6
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108181684B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 祝遠鋒;饒春芳;張瑩;鄒光濤;羅海梅
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: G02B6/032
• 分類號: G02B6/032;G02B6/02
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 馬彩鳳

本發明提供了一種微結構空心光纖，所述光纖包括第一類介質圓管、第二類介質圓管和第三類介質圓管，所述第一類介質圓管嵌套在所述第二類介質圓管內部并沿圓周線周期排列，相鄰所述第一類介質圓管外壁之間的間距大于0，所述第二類介質圓管嵌套在所述第三類介質圓管內部；所述第一類介質圓管、第二類介質圓管和第三類介質圓管之間均通過相切或相交的方式連接。本發明提供的光纖可通過簡單增加第二類介質圓管的數目來降低限制損耗，克服了負曲率反諧振空心光纖不能像空心光子帶隙光纖那樣通過簡單增加環形層來降低限制損耗的難點，本發明提供的光纖不會再光纖橫截面上引入太多的節點，為寬帶低損耗空心光纖的設計和制作提供了新方案和思路。

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，尤其涉及一種微結構空心光纖。

背景技術

空心光纖可以實現超過99%的光在空氣中傳播，僅有極少量的光在材料中，這大大降低了光纖材料特性對光信號質量和光纖性能的影響，從而大幅提高了網絡速度、傳輸帶寬傳輸距離。

反諧振式空心光纖是空心光纖的一種類型，F.?Benabid等人[F.?Benabid,?etal.?“Stimulated?Raman?scattering?in?hydrogen-filled?hollow-core?photoniccrystalfiber,”?Science,?2002,?298(5592),?399-402]提出了一種具有Kagome包層結構的空心微結構光纖，其結構與空心光子帶隙光纖類似，但對周期性要求沒那么嚴格，這降低了光纖的制作難度。通過控制諧振耦合波長，反諧振空心光纖還可獲得超寬的傳輸帶寬。

為了降低光纖的傳輸損耗，研究人員提出了多種結構的反諧振空心光纖。Y.?Y.Wang?等人[Y.?Y.?Wang,?et?al.?“Low?loss?broadband?transmission?in?hypocycloid-core?Kagome?hollow-core?photonic?crystal?fiber,”Optics?Letters,?2011,?36(5)669-671]增大了芯壁曲率，將損耗降到了180dB/m；F.?Yu等人[F.?Yu,?et?al.?“Low?losssilica?hollow?corefibers?for?3-4?μm?spectral?region,”?Optics?Express,?2012,20(10),?11153-11158]提出了單層負曲率反諧振空心光纖，相比與Kagome包層結構的空心光纖，這種光纖的包層結構獲得了簡化，且損耗也得到了降低，在波長3.05μm處損耗為34dB/m。隨后，研究人員對單層負曲率類型的反諧振空心光纖進行了大量研究,?發現在反射層的圓環內部嵌套多層圓環可進一步降低傳輸損耗[Walter?Belardi,?et?al.?“Hollowantiresonant?fibers?with?reducedattenuation,”?Optics?Letters,?2014,?39(7),1853-1856]。空心光子帶隙光纖利用周期性空氣孔排布形成光子帶隙，頻率落在光子帶隙內的光波在空心中傳輸，這種光纖只需要通過簡單增加帶隙結構的環形層數就可以降低光纖的限制損耗[C.?M.?Smith,?et?al.?“Low-loss?hollow-coresilica/air?photonicbandgap?fibre,”?Nature,?2003,?424(6949),?657-659],?目前，空心光纖中空心光子帶隙光纖具有最低的傳輸損耗。然而，對于負曲率類型的反諧振空心光纖，目前還不能像空心光子帶隙光纖那樣僅通過簡單增加更多的環形層來降低光纖的限制損耗，原因是環形層之間的連接結構引起了更多包層模的存在，影響了光纖的低損耗帶寬和損耗的降低[S.?Février,?et?al.?“Understanding?origin?of?loss?in?large?pitch?hollow-corephotonic?crystalfibers?and?their?design?simplification,”?Opt.?Express,?2010,18(5),?5142-5150]。

因此，亟需研究開發一種通過增加介質層來降低損耗的微結構空心光纖。

發明內容