[發明專利]一種溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖及其應用

在審

• 申請號: 202110295499.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113067572A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 程同蕾;王啟明;李曙光;閆欣;張學楠;王方
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H03K17/94
• 分類號: H03K17/94;G02B6/036;G02B6/032
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，該溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖為雙層聯結型反諧振結構，具體包括外包層、以及設置在外包層內的沿外包層內側周向均布的6對-10對的中心對稱聯結孔，不包括7對；

所述的聯結孔為聯結管外管和聯結管內管形成反諧振孔的聯結結構，聯結管外管的外壁和外包層的內壁相切，聯結管外管的外壁和聯結管內管的外壁相切；聯結管內管的中心位于聯結管外管中心和溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖中心的連線上；聯結管外管形成外層反諧振孔，聯結管內管形成內層反諧振孔，外層反諧振孔半徑內層反諧振孔半徑；

在聯結管內管形成的內層反諧振孔中，選擇3個孔以上填充易產生SPR效應的物質，填充易產生SPR效應的物質的孔的連線形成正多邊形，并且每個填充易產生SPR效應的物質的孔等距間隔設置；

在外包層、聯結管外管和聯結管內管圍繞形成的不規則區域填充液體作為液芯，根據溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖使用溫度，選擇在該溫度下折射率等于光纖材質折射率、或等于光纖材質折射率+0.01的液體作為液芯，并且，液芯受溫度影響的折射率變化范圍包含光纖材質的折射率。

2.根據權利要求1所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，所述的易產生SPR效應的物質為金、銀、石墨烯中的一種。

3.根據權利要求1所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，聯結管外管的壁厚和聯結管內管的壁厚均根據無易產生SPR材質填充的液芯聯結管光纖傳輸的光的波段進行設置，具體設置關系式為：

t_m為該諧振階數下的聯結管內管和聯結管外管的壁厚，單位為微米，λ為諧振波長，單位為1，m為諧振階數，n₁為光纖材質的折射率，n₀為液芯的折射率。

4.根據權利要求1所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，液芯中的液體為單位溫度下折射率溫度系數大的液體。

5.根據權利要求1所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖的光纖材質為能夠產生反諧振效果的材質。

6.根據權利要求5所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖的光纖材質為石英玻璃、稀土摻雜玻璃、硫化物玻璃、碲化物玻璃中的一種。

7.根據權利要求6所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，當光纖材質為稀土摻雜玻璃、硫化物玻璃、碲化物玻璃中的一種，溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖能夠應用傳輸中紅外激光。

8.根據權利要求1所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，內層反諧振孔中填充的易產生SPR的材質，為滿填充或填充一層，填充一層時，層厚為20nm～400nm。

9.根據權利要求1所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其感應光譜的傳輸帶寬，通過液芯中液體、光纖材質、填充物材質進行調整。

10.權利要求1-9任意一項所述的溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖，其特征在于，用于溫控開關，溫控開關效應的聯結型液芯反諧振光纖開關效應發生的溫度為在該溫度下液芯折射率等于光纖材質折射率、或該溫度下液芯折射率等于光纖材質折射率+0.01的溫度，即為在該溫度下液芯的折射率小于光纖材質的折射率時，光纖為斷開狀態，當在該溫度下液芯的折射率大于等于光纖材質的折射率時，光纖處于導通狀態。