[發明專利]一種信能共傳微結構光纖

有效

• 申請號: 202110698935.1
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113589456B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 夏長明;劉建濤;周桂耀;侯峙云
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G02B6/02
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明提供了一種信能共傳微結構光纖，屬于微結構光纖技術領域。本微結構光纖包括傳能結構單元、信號傳輸單元和光纖支撐包層，所述信號傳輸單元為若干個且沿所述傳能結構單元的周向分布，信號傳輸單元包括空芯反諧振光纖單元，所述信號傳輸單元和所述傳能結構單元位于所述光纖支撐包層的內部。本微結構光纖可以極大降低混合結構光纖纖芯高能量的激光與外包層的嵌套式反諧振空芯光纖中信號的相互作用，從而減小信號和能量之間的相互影響，也使能量能夠進行更遠距離的傳輸。

技術領域

本發明屬于微結構光纖技術領域，涉及一種信能共傳微結構光纖。

背景技術

激光清洗、激光焊接和激光刻蝕等激光加工領域不僅涉及高功率激光傳輸，同時也涉及到激光加工環境、加工對象等多種參數的測量及反饋，如濕度、溫度以及加工對象的尺度等，如何精準、快速獲取加工對象及環境參數是激光加工領域急需解決的問題，而信能共傳(信號和能量共同傳輸)光纖將是解決這些問題的關鍵。同時，我國幅員遼闊，海域面積大，海島眾多，海島分散，各海島面臨著通信難及能量需求大的問題，將遠距離的能量直接轉化為通信所需的電能成為解決問題的關鍵，此外礦山、礦井的通信都面臨著同樣的問題，通信難，獲取通信所需的能量更難。

目前信能共傳光纖往往采用一纖多芯的形式，其不足之處在于，能量與信號之間存在相互影響，相互串擾的地方，給信號解碼帶來極大的困難，同時大功率激光的傳輸產生的電磁場效應也會給信號帶來干擾，不利于信號傳輸。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述問題，提供一種信能共傳微結構光纖，本發明所要解決的技術問題是：如何減小信號和能量之間的相互影響。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種信能共傳微結構光纖，其特征在于，所述微結構光纖包括傳能結構單元、信號傳輸單元和光纖支撐包層，所述信號傳輸單元為若干個且沿所述傳能結構單元的周向分布，信號傳輸單元包括空芯反諧振光纖單元，所述信號傳輸單元和所述傳能結構單元位于所述光纖支撐包層的內部。

其工作原理是：本微結構光纖的傳能結構單元為纖芯部分，外包層的多個空芯反諧振光纖單元組成信號傳輸單元，中間纖芯部分(傳能結構單元)可以進行高功率大能量的激光傳輸，環繞分布在纖芯部分周圍的嵌套式反諧振空芯光纖可以實現多個通信信號的傳輸，由于嵌套式反諧振空芯光纖的導光特點，纖芯能量基本限制在傳能結構單元內的空氣區域，與石英玻璃制成的外層接觸非常少，這樣可以極大降低混合結構光纖纖芯高能量的激光與外包層的嵌套式反諧振空芯光纖中信號的相互作用，從而減小信號和能量之間的相互影響，也使能量能夠進行更遠距離的傳輸。

在上述的一種信能共傳微結構光纖中，所述傳能結構單元包括傳能纖芯、傳能第一包層和傳能第二包層，所述傳能第一包層位于傳能第二包層內，所述傳能纖芯位于傳能第一包層內。

在上述的一種信能共傳微結構光纖中，所述傳能纖芯由純石英材料制成，傳能第一包層由摻氟石英材料制成，傳能第二包層由純石英材料制成。

傳能纖芯的材料為純石英，傳能纖芯的直徑在50-2000微米之間，其數值孔徑為0.1-0.22之間，傳能第一包層為摻氟石英層，為深摻氟區，傳能第二包層為純石英層。

在上述的一種信能共傳微結構光纖中，所述空芯反諧振光纖單元包括外包層，所述外包層內具有信號傳輸纖芯和若干第一空心管，所述第一空心管內分別設置有第二空心管。

在上述的一種信能共傳微結構光纖中，所述外包層、第一空心管和第二空心管由石英材料制成。

信號傳輸纖芯的區域為空氣填充區，其直徑在20微米-60微米之間，第一空心管內的區域和第二空心管內的區域為空氣填充區，外包層、第一空心管和第二空心管為石英層，其中第一空心管和第二空心管的管壁厚度在200nm-1000nm之間。

在上述的一種信能共傳微結構光纖中，所述外包層呈圓形，所述空芯反諧振光纖單元沿所述外包層的周向均勻分布。