[發明專利]一種基于空芯反諧振光纖的磁致可調諧起偏器

有效

• 申請號: 202010985421.X
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112083524B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 梁鵠;趙小明;李茂春;劉伯晗;馬駿;于杰
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02F1/17
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉英梅

本發明涉及一種基于空芯反諧振光纖的磁致可調諧起偏器，包括第一單模光纖段、空芯反諧振光纖段和第二單模光纖段；第一單模光纖段和第二單模光纖段分別與空芯反諧振光纖段的兩端熔接；第一單模光纖段和第二單模光纖段分別用于非偏光的輸入和偏振光的輸出；空芯反諧振光纖段用于實現光起偏；空芯反諧振光纖段以石英玻璃為基底材料，包層多個不接觸的薄壁毛細管環繞空氣纖芯，纖芯位于所述光纖的幾何中心區域；在其中一個薄壁毛細管中或對稱設置的兩個薄壁毛細管中填充有磁性離子液體；磁性離子液體具有對外磁場產生宏觀響應的特性。本發明采用磁性離子液體集成空芯反諧振光纖制作光纖起偏器，不破壞光纖結構，制作的光纖起偏器結構緊湊且性能穩定。

技術領域

本發明屬于光子晶體光纖陀螺技術領域，具體涉及空芯反諧振光纖起偏器的設計及偏振消光比的磁調諧特性研究，具體涉及一種基于空芯反諧振光纖的磁致可調諧起偏器。

背景技術

空芯光子晶體光纖一般是利用光子帶隙效應將光約束在纖芯空氣孔中傳輸，相比于實芯光子晶體光纖，光在空芯光子晶體光纖中傳輸時具有更小的溫度敏感度和磁場敏感度，這是由于光在空氣中傳輸時受到的擾動遠小于在二氧化硅介質中的傳輸情況。基于光場傳輸優勢，空芯光子晶體光纖陀螺受到廣泛重視，但是由于其本身固有的復雜結構使得空芯光子晶體光纖的傳輸損耗無法突破“表面散射損耗”極限，這阻礙了空芯光纖的大規模工業應用，也限制了空芯光纖陀螺的進一步發展。

近年來，一類新型空芯光纖，即空芯反諧振光纖由于其具有超低損耗和天然寬帶的特點得到了迅速發展。不同于傳統空芯光子晶體光纖復雜的包層空氣孔結構，空芯反諧振光纖具有極簡的微結構包層分布，實驗拉制的空芯反諧振光纖傳輸損耗已經低至0.28dB/km，與此同時其最低傳輸損耗有希望進一步降至0.1dB/km，空芯反諧振光纖的發展為光纖陀螺的研究增加了更多的可能性，可以大幅提升光纖陀螺的環境適應性，增強陀螺性能。

空芯反諧振光纖陀螺研制的關鍵是實現陀螺內部光纖器件的全光子晶體光纖化，因此基于空芯反諧振光纖的耦合器、調制器、起偏器等是空芯光纖陀螺發展亟需攻克的技術瓶頸。傳統的光纖起偏器是將光纖改造成不對稱的光波導結構實現的，比如將光纖磨剖成D型光纖、對光纖側拋以后鍍金屬膜、寫制光纖光柵或者對光子晶體光纖的部分空氣孔進行塌縮處理等。由于空芯反諧振光纖結構簡單又相對脆弱，傳統光纖后處理手段如寫制光柵、放電塌縮等極容易破壞其反諧振光纖結構設計，因此必須考慮新的技術手段實現空芯反諧振光纖起偏器的制作。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種結構緊湊、性能穩定的基于空芯反諧振光纖的磁致可調諧起偏器。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案為：

一種基于空芯反諧振光纖的磁致可調諧起偏器，其特征在于：包括第一單模光纖段、空芯反諧振光纖段和第二單模光纖段；所述第一單模光纖段和第二單模光纖段分別與空芯反諧振光纖段的兩端熔接；所述第一單模光纖段和第二單模光纖段分別用于非偏光的輸入和偏振光的輸出；所述空芯反諧振光纖段用于實現光起偏；所述空芯反諧振光纖段以石英玻璃為基底材料，包層多個不接觸的薄壁毛細管環繞空氣纖芯，纖芯位于所述光纖的幾何中心區域；在其中一個薄壁毛細管中或對稱位置的兩個薄壁毛細管中填充有磁性離子液體；所述磁性離子液體具有對外磁場產生宏觀響應的特性。

進一步的：所述宏觀響應的特性為在磁場作用下，磁性離子液體中的陰離子將集聚成鏈，從而改變磁性離子液體的吸收散射系數。

進一步的：所述磁性離子液體為金屬磁性離子液體，其陰離子為金屬配合物，磁性來源主要是陰離子所包含的金屬離子。

本發明具有的優點和積極效果：

1、本發明采用磁性離子液體集成空芯反諧振光纖制作光纖起偏器，不破壞光纖結構，同時離子液體是一種純凈物，基本不受外界環境影響，因此制作的光纖起偏器結構緊湊且性能穩定。