[发明专利]蓝宝石光子晶体光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种蓝宝石光子晶体光纤，包括纤芯和包层，其特征在于，所述的纤芯由位于光纤中心部位的实心层三氧化二铝构成；所述的包层为包围纤芯外围呈周期性分布的空洞阵列结构，空洞阵列结构为周期性分布的微型凹槽结构，空洞阵列结构之间有实心层三氧化二铝。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石光子晶体光纤，其特征在于，所述的空洞阵列为圆形排列，紧邻纤芯有至少6个偶数设置的均匀分布的空洞；空洞横截面为圆形，直径范围为380nm～1μm，相邻两个空洞之间的间距范围为1μm～2μm。

3.一种蓝宝石光子晶体光纤的制备方法，包括如下步骤：

（1）取蓝宝石光纤样品：

选取一段长度的不含包层、只有纤芯的蓝宝石光纤；

（2）用夹子将蓝宝石光纤的一端固定在三维电动旋转平移台上；

（3）设定参数：

3a）调节三维电动旋转平移台和飞秒脉冲激光器之间的可变衰减器，使飞秒激光脉冲能量衰减至最佳能量范围；

3b）设定蓝宝石光纤每次水平向左移动距离参数；

3c）设定三维电动旋转平移台的旋转角度参数；

3d）设定三维电动旋转平移台水平向左移动速度参数；

3e）设定衰减后的飞秒激光脉冲经显微物镜垂直聚焦于距蓝宝石光纤轴的位置；

（4）飞秒激光微爆加工：

4a)将飞秒激光脉冲聚焦于步骤3e）中设定的位置；

4b)计算机控制三维电动旋转平移台，使其以步骤3c）中设定的旋转角度在垂直于聚焦光束传播方向的平面内逆时针旋转进行旋转微爆烧蚀；

（5）CCD实时监测：

与计算机相连的电荷耦合器件CCD置于三维电动旋转平移台上方，实时监测聚焦飞秒激光束烧蚀蓝宝石单晶光纤过程，电荷耦合器件CCD将监测的图像信息传递到计算机；

（6）左移蓝宝石光纤至下一位置加工：

6a）在旋转微爆烧蚀完一圈后，计算机控制三维电动旋转平移台，以步骤3d）中设定的速度向左移动蓝宝石光纤至步骤3b）中设定的距离；

6b）判断三维电动旋转平移台水平移动的距离是否超过蓝宝石光纤样品长度，若不超过，执行步骤（4），否则，执行步骤（7）；

（7）通光测试：

7a)显微物镜将波长为632nm的He-Ne激光垂直聚焦于所加工的蓝宝石光纤入射面；

7b)电荷耦合器件CCD在蓝宝石光纤出射面记录近场模式分布；

（8）判断在蓝宝石光纤中是否形成单模光波导，如果记录的蓝宝石光纤光波导近场模式是致密的基模亮斑，执行步骤（9），否则，执行步骤（3）；

（9）完成蓝宝石光纤微爆加工。

4.根据权利要求3所述的蓝宝石光子晶体光纤的制备方法，其特征在于，步骤3a）中所述的最佳能量范围为10～50μJ。

5.根据权利要求3所述的蓝宝石光子晶体光纤的制备方法，其特征在于，步骤3b）中所述的距离参数的取值范围为10～20μm。

6.根据权利要求3所述的蓝宝石光子晶体光纤的制备方法，其特征在于，步骤3c）中所述的旋转角度参数的取值范围为5⁰～10⁰。

7.根据权利要求3所述的蓝宝石光子晶体光纤的制备方法，其特征在于，步骤3d）中所述的速度参数的取值范围为5～50μm/s。

8.根据权利要求3所述的蓝宝石光子晶体光纤的制备方法，其特征在于，步骤3e）中所述位置设定在距离蓝宝石光纤轴10～200μm处。