[發明專利]一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖

有效

• 申請號: 202110458286.8
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113126203B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 凌云;羅素;邱昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036;G02B6/032
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖，由外至內依次為光纖外套管、圓形內嵌套包層管、月牙形外包層管和空氣纖芯；其中，圓形內嵌套包層管與月牙形外包層管在設計上滿足反諧振反射波導(ARROW)原理，具體由二氧化硅制成且厚度為t；在包層區域，由多個帶圓形內嵌套管的月牙形狀的包層管以一定間隔圍繞排列而成，由月牙包層管邊界所圍成的中心區域即為空氣纖芯區域。

技術領域

本發明屬于光纖通信技術領域，更為具體地講，涉及一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖。

背景技術

空芯光纖種類繁多，其中空芯反諧振光纖因其結構簡單，設計靈活，工作波長范圍廣且損耗、色散、非線性性能優越而引起科研人員的廣泛研究。

空芯反諧振光纖的包層一般由一圈相互保持一定間隔的圓形薄管構成，稱為包層管，包層管固定在光纖的外套管上，從而使結構穩定。空芯反諧振光纖采用反諧振反射的原理，因此根據包層管管壁厚度的不同而具有不同的傳輸波段，由不同階數的諧振波長所確定。

嵌套型空芯反諧振光纖是指在光纖的每一個包層管內嵌套安裝一個尺寸更小的包層管，從而形成雙重包層管的嵌套型結構。根據反諧振反射的原理，嵌套型結構由于加入了額外的反諧振玻璃壁層數，可以進一步有效地降低光纖的泄漏損耗。

目前的空芯反諧振光纖一般具有負曲率和無節點的結構特征。負曲率是指包層玻璃壁中圍繞成纖芯邊界的那一部分，其彎曲方向不朝向纖芯。而無節點是指包層的一圈包層管相互不接觸，以一定間隔排列開。然而，具有這兩種結構特征的圓形包層管空芯反諧振光纖，其包層管內存在管模，且這些管模與纖芯中基模發生模式耦合，使得光纖損耗仍然較高。

在常見的嵌套型空芯反諧振光纖采用圓形包層管，在靠近空氣纖芯的一面是負曲率，但遠離空氣纖芯的一面仍然是正曲率，并未充分發揮負曲率反諧振面的優勢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖，采用類似于月牙形狀包層管來解決現有結構中只有纖芯邊界的管壁為負曲率而其他管壁為正曲率，圓形包層管受模式耦合嚴重而限制損耗較高的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖，其特征在于，包括：由外至內依次為光纖外套管、包層管、空氣纖芯；

所述光纖外套管為空芯反諧振光纖的最外層，將包層管和空氣纖芯包裹在其內部；

所述包層管包括圓形內嵌套包層管與月牙形外包層管，圓形內嵌套包層管懸置在月牙形外包層管的月牙位置處，且存在一定間隙，互不接觸；

其中，圓形內嵌套包層管的厚度為t、半徑為r₁，其一側管壁與光纖外套管固定連接；

月牙形外包層管由厚度為t的圓形狀包層管擠壓而成，制成后整個月牙形外包層管呈現月牙形狀，具體由前弧段和后弧段組成，其中，前弧段與后弧段相對于空氣纖芯均是負曲率，即朝空氣纖芯外側方向彎曲；月牙形包層管的前弧段與后弧段的銜接處與光纖外套管固定連接；

所述空氣纖芯由多個旋轉對稱的包層管包圍而成，其包圍輪廓的內接圓半徑為空氣纖芯半徑r_core。

本發明的發明目的是這樣實現的：

本發明一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖，由外至內依次為光纖外套管、圓形內嵌套包層管、月牙形外包層管和空氣纖芯；其中，圓形內嵌套包層管與月牙形外包層管在設計上滿足反諧振反射波導(ARROW)原理，具體由二氧化硅制成且厚度為t；在包層區域，由多個帶圓形內嵌套管的月牙形狀的包層管以一定間隔圍繞排列而成，由月牙包層管邊界所圍成的中心區域即為空氣纖芯區域。

同時，本發明一種月牙形狀包層的嵌套型空芯反諧振光纖還具有以下有益效果：