[發明專利]一種基于三芯光子晶體光纖的寬帶模分復用器

有效

• 申請號: 202110707136.6
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113466988B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 李建設;王曉凱;李曙光;盧輝斌;王璐瑤;李增輝;孟瀟劍;郭英;丁鈺鑫;馬欣欣
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

1.一種基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：其包括基底材料、多層包層空氣孔以及高折射率摻雜棒；多層包層空氣孔從內到外依次包括第一層空氣孔、第二層空氣孔、第三層空氣孔、第四層空氣孔以及第五層空氣孔，第一層空氣孔、第二層空氣孔、第三層空氣孔、第四層空氣孔以及第五層空氣孔均為正六邊形結構；

所述第一層空氣孔包括多個第一空氣孔，所述第二層空氣孔包括兩個第二空氣孔、兩個第三空氣孔以及多個第四空氣孔，所述第三層空氣孔包括一個第二空氣孔、一個第三空氣孔、四個第一空氣孔以及多個第四空氣孔，所述第四層空氣孔以及第五層空氣孔均包括多個第四空氣孔，所述第三空氣孔、第二空氣孔、第四空氣孔以及第一空氣孔的尺寸依次減小；

第二層空氣孔的兩個第二空氣孔與第三層空氣孔的一個第二空氣孔的圓心的連線形成第一正三角形，第二層空氣孔的兩個第三空氣孔與第三層空氣孔的一個第三空氣孔的圓心的連線形成第二正三角形；第一正三角形和第二正三角形相對于光纖的圓心對稱；

第三層空氣孔的相鄰的兩個第一空氣孔與第一層空氣孔的一個第一空氣孔的圓心的連線形成第三正三角形，第三層空氣孔的剩余的相鄰兩個第一空氣孔與第一層空氣孔的一個第一空氣孔的圓心的連線形成第四正三角形；第三正三角形和第四正三角形相對于光纖的圓心對稱；第一正三角形和第三正三角形相交后形成第一六角星，第二正三角形和第四正三角形相交后形成第二六角星；所述高折射率摻雜棒位于第一六角星和第二六角星的中心處的第四空氣孔中；

所述第一層空氣孔圍起來的區域構成模分復用器的中心纖芯。

2.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：第一六角星和第二六角星的中心處的高折射率摻雜棒直徑大小均相同。

3.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：所述光子晶體光纖的基底材料為二氧化硅。

4.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：最內一層空氣孔的正六邊形的頂點與光纖圓心之間的間距2Λ＝10μm，且所有幾何中心中任意兩個相鄰的中心之間的間距均為Λ＝5μm。

5.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：所述第一空氣孔的直徑d₁＝1.3μm。

6.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：所述第二空氣孔直徑d₂＝3.2μm；所述第三空氣孔直徑d₃＝4.2μm。

7.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：所述高折射率摻雜棒直徑d＝2.5μm；第一六角星的高折射率摻雜棒的摻雜折射率差Δ₁＝+0.0009；第二六角星的高折射率摻雜棒的摻雜折射率差Δ₂＝+0.0007，折射率差定義為旁芯摻雜棒與光纖基底材料石英的折射率差。

8.根據權利要求1所述的基于三芯光子晶體光纖的模分復用器，其特征在于：第四空氣孔的直徑d＝2.5μm。