[實用新型]一種雙層嵌套反諧振空芯光纖

有效

• 申請號: 202222733593.5
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN218497187U
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 肖力敏;朱捷;王草源;顧桔
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/44
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本實用新型屬于光纖技術領域，具體為一種雙層嵌套反諧振空芯光纖。本實用新型雙層嵌套反諧振空芯光纖包括：外包層，支撐元件、嵌套管狀元件和纖芯區；支撐元件附接于外包層內表面，每兩相鄰支撐元件作為一組以光纖的結構中心為圓心的圓周排布；嵌套管狀元件置于兩支撐元件的凹型處；嵌套管狀元件由管狀元件以及內置的另一管狀元件構成；多組均勻排布的嵌套管狀元件界定纖芯區域。該空芯反諧振光纖具有超寬的傳輸通帶和極低的限制傳輸損耗，在1280～1680 nm波長范圍內限制傳輸損耗小于0.079 dB/km，在1550 nm處限制傳輸損耗小于0.022 dB/km。相對于多層嵌套結構反諧振空芯光纖，本空芯光纖結構更加簡潔，極大降低了制備工藝的復雜性。

技術領域

本實用新型屬于光纖技術領域，具體涉及一種雙層嵌套反諧振空芯光纖。

背景技術

空芯光子晶體光纖將光束縛在空氣纖芯中傳播，在激光、非線性光學、傳感、通信等領域具有獨特的優勢。空芯光子晶體光纖包括光子帶隙空芯光纖和反諧振空芯光纖兩種。反諧振空芯光纖（ARF）因具有超低傳輸損耗、寬傳輸窗口、超低非線性、低延遲和低熱敏性，受到了廣泛關注。2013年, 俄羅斯科學院光纖研究中心提出分立式毛細管結構應用于無節點包層設計，從而避免毛細管接觸節點在傳輸帶中引入額外的諧振損耗峰，無節點結構的反諧振空芯光纖（AR-HCF）不僅可以大幅降低光纖的傳輸損耗，而且損耗曲線更為平滑。同年，英國巴斯大學通過數值仿真，研究了反諧振空芯光纖中芯壁的曲率變化對其泄漏損耗的影響，增大芯壁負曲率將有效減小纖芯模場能量在包層材料中的分布，從而改善光纖導光性能。2014年，英國南安普頓大學在包層毛細管中額外引入細管進行層層嵌套，可增強反諧振效應，減少芯模和包層模的耦合，大幅度提高光纖對于模式的束縛性能，將AR-HCF的泄漏損耗降低至1 dB/km以下。目前最新研制的多嵌套結構反諧振空芯光纖在1530-1560nm波段獲得了0.174dB/km的超低損耗，創造了空芯光纖的超低損耗紀錄，這種新的光纖技術實現了O波段的最低損耗記錄，并與C波段的傳統光纖相媲美。

在現有公開的技術中，“CN202011019975.0”設計了一種雙層結構反諧振空芯光纖。但是該發明關于光纖的制備工藝沒有足夠關注，因此該光纖具有以下工藝制備的缺陷：

（1）該發明在嵌套毛細管外層附加了同樣尺寸大小的第一毛細管層，這就使得該結構光纖的外包層內徑比嵌套反諧振光纖外包層內徑大很多，因此同樣外徑的該結構光纖外包層的截面積要小，能夠承受的拉絲張力減小，從而極大增加了光纖制備難度；

（2）該發明所設計光纖的第一毛細管層為反諧振區，這就要求所制備光纖的第一毛細管尺寸要精確控制，使得管間距均勻并且要足夠小。由于第二毛細管為不規則形狀，在通過充氣工藝制備光纖時，需要將第一毛細管和第二毛細管的氣室隔開分別充氣，無疑增加了光纖制備時充氣工藝的難度。

發明內容

本實用新型的目的在于提出一種結構簡潔、性能優異、具有超寬傳輸通帶和極低限制損耗的雙層嵌套反諧振空芯光纖。

本實用新型提供的雙層嵌套反諧振空芯光纖，包括：位于最外層的外包層，以及支撐元件、嵌套管狀元件和纖芯區；其中：

所述支撐元件，附接于所述的外包層內表面，兩相鄰支撐元件為一組，支撐元件為4-12組，以所述光纖的結構中心為圓心的圓周均勻排布；

所述支撐元件，為實心棒狀或者管狀結構；

所述嵌套管狀元件，設置于兩相鄰支撐元件為一組的兩支撐元件形成的凹型區域處；

所述嵌套管狀元件由第三管狀元件內置于第二管狀元件中構成；

所述纖芯區域由多組均勻排布的嵌套管狀元件界定。

進一步地，所述支撐元件兩兩為一組，間隔均勻排布，其間隔距離d為0～10 μm之間；優選為d為3～10 μm之間。