[发明专利]具有非对称双芯结构的微结构光纤

说明书

技术领域

本发明涉及属于光纤通信和光信号处理领域，特别涉及一种具有非对称双芯结构的微结构光纤。

背景技术

目前，以全光信号处理为特征的全光网络智能化进程正在加速。实现全光信号处理的关键技术之一——光缓存技术，因其能有效地降低网络的阻塞率、提高网络的智能性，而成为光通信领域的关键技术。所谓光缓存就是用光学手段使光信号传输速度“慢下来”，即慢光传输。与之相对应的，利用光学手段也可使光信号“快起来”，也就是快光传输。快光技术在数据同步和光开关等光信息处理领域同样具有重要的应用。因此，对快光与慢光的研究具有重要的科学意义(可参见Science，326，1074，2009)。此外，快慢光技术还可应用在微波光子学、光存储、光学干涉仪等领域。

微结构光纤(可参见Opt.Lett.，21(19)，1547，1996)又称为光子晶体光纤或多孔光纤，是近年来迅速发展的一种具有较高科研价值并引起广泛关注的新型光纤，其沿光纤轴按照一定规律分布着延伸的空气孔。通过合理设计光子晶体光纤的横向结构，可以获得有别于传统光纤的许多优异特性。现有文献中报道的利用双芯微结构光纤基本是来实现波长和偏振的分离功能的，例如：Lin Zhang等人在“Polarization splitter based on photonic crystal fibers”，Optics Express，11(9)，1015-1020(2003)中实现了偏振分离功能；J.Laegsgaard等人在“Photonic crystal fiber design for broadband directional coupling”，Optics Letters，29(21)，2473-2475(2004)中设计了具有极宽频率范围的方向耦合器；A.Betlej等人在″All-optical switching andmultifrequency generation in a dual-core photonic crystal fiber，″Opt.Lett.，31，1480-1482(2006)中实现了全光开关的功能；X.Sun等人在″Wavelength-selective coupling of dual-core photonic crystal fiber with ahybrid light-guiding mechanism，″Opt.Lett.，32，2484-2486(2007)中设计了具有波长选择功能的耦合器。在公开号为CN100456061C和CN1170177C的中国专利申请中分别公布了一种双芯微结构光纤的结构。这些研究和应用充分体现了微结构光纤设计的灵活性以及其比普通光纤更强的对光的控制能力。然而，上述双芯微结构光纤的两个纤芯都是由相同材料的全同纤芯组成的。对于具有非对称(材料和结构均不同)双芯结构的微结构光纤而言，其超模群折射率演化特性与独立纤芯的导模群折射率演化特性有明显不同。

然而，现有技术中还没有一种利用具有非对称双芯结构的微结构光纤实现可调谐快慢光传输的技术。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现可调谐快慢光的传输。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有非对称双芯结构的微结构光纤，包括包层和纤芯，所述包层由多层位于正六边形网格结点上的圆形空气孔构成，所述纤芯为两个，其中一个由所述网格结点上的m个所述圆形空气孔的缺失形成的圆形纤芯，另一个是通过在位于所述网格结点上的n个所述圆形空气孔的内壁沉积半导体材料而形成的环形纤芯，m、n均为正整数。

其中，m取值为1或7，n取值为1。

其中，相邻两个所述圆形空气孔的间距为Λ，圆形空气孔的直径为d，且取值满足d/Λ＝0.2～0.85。

其中，所述半导体材料为Si，相应地，所形成的环形纤芯为Si环，Si环的外径为d₁，内径为d₂，且满足d₁＝d、0≤d₂＜d。

其中，圆形纤芯与环形纤芯中心之间的距离为d₀，且满足d₀为Λ的3～6倍。

其中，所述包层由6～10层圆形空气孔构成。