[发明专利]多叶应力区圆单偏振光纤及其制作方法

说明书

本发明公开了一种多叶应力区圆单偏振光纤及其制作方法，多叶应力区圆单偏振光纤的预制棒的圆对称包层中设有N，N≥3根偏离纤芯的螺旋形应力作用体，应力作用体的纵向螺距为亚毫米量级。制作方法包括以下步骤：制作内含N，N≥3根应力体的光纤预制棒；在常规拉丝塔上装一马达，在拉丝过程中旋转所述光纤预制棒，使应力作用体的纵向螺距为亚毫米量级；在拉好丝的光纤上涂覆折射率高于光纤包层的涂覆层。本发明基于手征光纤光栅的原理，提出一种插入损耗低，机械强度高，且利用常规的光纤工艺设备和工艺方法就能制作的圆单偏振光纤结构，解决单一圆偏振光一定距离内的稳定传输问题。

技术领域

本发明涉及一种偏振光纤及其制作方法，尤其是一种多叶应力区圆单偏振光纤及其制作方法，属于光纤传感技术领域。

背景技术：

单偏振光纤可用于偏振要求较高的光纤传感和通信系统。由于光纤中仅能传输两个正交偏振态中的一个，单偏振光纤在降低系统的偏振耦合和偏振模色散方面具有比保偏光纤更加优异的性能。

现有的单偏振光纤多为线单偏振光纤，通过线双折射来分离两线偏振光的截止波长，从而实现在某些波段内的单一偏振态传输。尽管线偏振光在光纤系统中应用广泛，但在某一些光纤系统，如电流传感器中，圆偏振光不可替代。由于光纤电流互感器的应用前景，从上世纪七十年代到九十年代，光纤专家们一直试图寻找能够稳定传输圆偏振光的光纤结构。公开号为CN 1036488C的中国专利“保持圆偏振态的光纤和它的制备方法”，公开号为CN1041129C的中国专利“保持圆偏振态光纤和它的制备方法”，公开号为CN 1242280C的中国专利“实用保持圆偏振态光纤及其制备方法”公开了三种圆偏振光纤结构。由于上述光纤均为圆双折射光纤，因此需要和起偏器件配合使用，且无法克服光纤系统中偏振耦合和偏振模色散问题。2004年，美国手性光子公司的V.I.Kopp先生等在期刊Science，Vol.305,PP.74-75,2004，上发表了题为“Chiral Fiber Gratings”的文章，提出了一种通过高速旋转矩形光纤纤芯的方法来获得单一圆偏振态的方法，称之为双螺旋手征光纤光栅(ChiralIntermediate-Period Grating，CIPG)。Kopp提出的圆偏振器螺距为几十微米，不仅工艺困难，而且由于机械强度和损耗的问题，这种结构仅适合于制作偏振器(长度为cm级)。公开号为CN 101625441.B的中国专利“全光纤圆偏振器”提出一种螺距为亚毫米级的圆偏振器，但其偏振滤波性能与光纤长度有关，且亦无法实现较长距离的传输。

发明内容：

针对已有技术存在的不足，本发明提出了一种多叶应力区圆单偏振光纤。

本发明所采用的技术方案是：

一种多叶应力区圆单偏振光纤，所述多叶应力区圆单偏振光纤的预制棒由圆对称纤芯，圆对称包层和涂覆层组成，所述涂覆层的折射率大于所述包层的折射率，圆对称包层中设有N，N≥3根呈旋转对称分布的螺旋形应力作用体，应力作用体的纵向螺距为亚毫米量级，涂覆层的折射率大于光纤包层的折射率。

一种多叶应力区圆单偏振光纤的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：制作内含N，N≥3根应力体的光纤预制棒；

步骤2：在常规拉丝塔上装一马达，在拉丝过程中旋转所述光纤预制棒，使应力作用体的纵向螺距为亚毫米量级；

步骤3：在拉好丝的光纤上涂覆折射率高于包层的涂覆层。

所述步骤1中含应力体的预制棒，是在改良化学气相沉积法中采用部分腐蚀法腐蚀预制棒制作的，或者采用超声打孔法将应力棒埋入预制棒制作的。

采用上述技术方案产生的有益效果是：

本发明基于手征光纤光栅的原理，提出一种插入损耗低，机械强度高，且利用常规的光纤工艺设备和工艺方法就能制作的圆单偏振光纤结构，解决单一圆偏振光一定距离内的稳定传输问题。

附图说明