[发明专利]一种光子晶体光纤的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及光子晶体光纤的制造，具体说是一种光子晶体光纤的制造工艺。尤指光子晶体光纤低损耗制造方法以及毛细管的保护与集合成束装置。

背景技术

随着社会的发展与技术的进步，人们对网络的依存度越来越高，人们对信息的需求量也呈现爆炸式的增长。光纤通信技术也随之向现代高速光通信方向发展。

长途骨干网和接入网是现代高速光通信的两大关键网络，而光信号的刹车与缓存是制约下一代全光通信的技术障碍，信号功率与链路累积色散是制约长途骨干网发展的技术瓶颈，小弯曲环境下的光纤弯曲损耗增大是制约光纤到户市场发展的技术问题。因此，如何解决光刹车、实现功率放大与色散补偿、解决弯曲损耗是下一代光纤通信技术的关键科学与技术问题。常规通信光纤无法实现现有高速光纤通信系统的光信号的全光处理，无法同时实现功率增益与色散补偿；常规G.657光纤的弯曲损耗较大，不能够任意弯曲，在复杂而狭小的终端用户环境中的应用受到限制，因此，迫切需要开发出新型的超高抗弯能力的前沿光纤技术。

光子晶体光纤(PCF)具备许多独特而新颖的物理特性，这些特性是常规石英单模光纤所很难或无法实现的。它具有优良的抗弯曲性能，大芯径单模传输特性、超高非线性，光子带隙效应、色散的灵活设计等等。当前光子晶体光纤自身和光子晶体光纤特性在光通讯、光网络中的应用等科学问题都是世界各国科学家关注着的重大问题，国际上这一领域的研究刚刚开始。

光子晶体光纤的制造技术不同于常规光纤制造工艺技术，国内外基本没有光子晶体光纤工艺技术的细节报道。但是总体来说，光子晶体光纤制造技术主要包括：毛细管聚束拉丝法、大直径预制棒钻孔法、熔融挤出法、溶胶凝胶法等。其中，聚束拉丝法由于具有设计灵活、操作方便、容易实现复杂结构等优势而被广泛采用。

目前，国外光子晶体光纤已经商用化，光子晶体光纤的衰减研究也取得了实质性突破：全内反射型(TIR)光子晶体光纤在1310nm和1550nm波长的衰减分别降低到0.35dB/km和0.205dB/km，接近常规单模光纤水平，1383nm的羟基吸收峰降低到1.0dB/km以下；光子带隙型(PBG)光子晶体光纤的衰减又取得了新突破，从1.72dB/km降低到1620nm波长的1.20dB/km并且实现1550nm的40G高速大容量长途传输100km的系统试验。

F.等设计了一种双芯的微结构光纤，其负色散系数为-10000ps/(nm.km)。Huttunen等报道了一种具有高折射率纤芯双芯微结构光纤，色散系数为-59000ps/(nm.km)，并且能够实现105nm的宽带色散补偿。Huttunen还提出了一种有效面积为80μm²，内芯折射率为1.5，外芯折射率为1.3859的双芯微结构光纤，其1550nm的色散系数为-1600ps/(nm.km)，补偿带宽达330nm，实现整个C+L波段(1530nm～1625nm)的色散补偿。日本Takeshi Fujisawa等提出既具有较大负色散系数，又能够对标准单模光纤进行色散斜率补偿的双芯微结构光纤，该双芯色散补偿微结构光纤的结构参数为：Λ＝1.4633μm，外芯微孔点阵的d1/Λ＝0.2804，其它部分微孔点阵的d2/Λ＝0.2804，其1550nm的色散系数为-538ps/(nm.km)，既能够对单模光纤C波段的线性色散斜率进行补偿，又能够进行整个C波段进行色散补偿，同时，补偿后的残余色散在±0.8ps/(nm.km)范围内，非常适合40G高速大容量传输系统的色散补偿。可见微结构光纤在色散补偿领域具备超凡能力，这预示微结构光纤在未来的WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用系统)以及DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用系统)高速大容量系统中的色散补偿将扮演着越来越重要的角色。