[发明专利]一种基于石墨烯的光子晶体光纤

说明书

一种基于石墨烯的光子晶体光纤包括有包层和纤芯。包层分布有多层包层空气孔，多层包层空气孔可呈正六边形、三角形、圆形等等分布，沿中心空气孔轴向有规律地排列着许多空气孔道，所述的空气孔道沿光纤轴线平行排列。纤芯可为中心空气孔的空芯结构或为实芯结构。石墨烯层为单层石墨烯或多层石墨烯层叠，光子晶体光纤由石英或石英聚合物制成，纤芯或包层为稀土掺杂。本发明通过在空芯光子晶体光纤中心空气孔内壁上或者实芯光子晶体光纤靠近纤芯的包层空气孔内壁上涂覆石墨烯层，利用石墨烯优异光学、电学调控能力，实现光纤光学特性的调控；低损耗、且能实现光、电可调节的石墨烯光子晶体光纤，在光纤通信、传感、新型光器件等领域具有重要的作用。

技术领域

本发明涉及光子晶体光纤技术领域。

背景技术

建设高速密集波分复用光纤网已成为当前光纤通信技术发展的主要方向，作为光纤网中关键器件之一的高速电光调制器的设计和性能改善一直是光通信领域的国际研究热点之一。

普通光纤相比，具有无限单模传输、高双折射、高非线性等特色，被广泛应用在光纤传感、通信及非线性光学等领域。它的不足之处：不能对光纤光学特性的调控，损耗较高，且不能实现光、电可调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现对光纤光学特性的调控，损耗少，且能调节光、电的基于石墨烯的光子晶体光纤。

一种基于石墨烯的光子晶体光纤主要包括有包层和纤芯。包层分布有多层包层空气孔，多层包层空气孔可呈正六边形、三角形、圆形等等分布，沿中心空气孔轴向有规律地排列着许多空气孔道，所述的空气孔道沿光纤轴线平行排列。

所述纤芯可为中心空气孔的空芯结构或者为实芯结构。纤芯是空心结构的中心空气孔，在截面的中心处设有轴向中心空气孔，在中心空气孔的内壁上涂覆有石墨烯层。最好在邻近纤芯的包层空气孔的内壁涂覆有石墨烯层，内壁涂覆石墨烯层的包层空气孔关于纤芯中心均匀对称。

或者纤芯为实芯结构，在邻近纤芯的包层空气孔的内壁涂覆有石墨烯层，内壁涂覆石墨烯层的包层空气孔关于纤芯中心均匀对称。

石墨烯层为单层石墨烯或者多层石墨烯层叠，光子晶体光纤由石英或石英聚合物制成，所述纤芯或包层为稀土掺杂。

本发明与现有技术相比具有如下优点：通过在空芯光子晶体光纤中心空气孔内壁上或者实芯光子晶体光纤靠近纤芯的包层空气孔内壁上涂覆石墨烯层，利用石墨烯优异光学、电学调控能力，实现该光纤光学特性的调控；该方案提供的低损耗、且能实现光、电可调节的石墨烯光子晶体光纤，在光纤通信、传感、新型光器件等领域具有重要的作用。

附图说明

图1是本发明实施例1的光子晶体光纤的横截面结构示意图；

图2是本发明实施例2的光子晶体光纤的横截面结构示意图。

其中，1、5：包层空气孔，2：中心空气孔，3：中心空气孔内壁涂覆的石墨烯层，4、6：包层空气孔内壁涂覆的石墨烯层。

具体实施方式

实施例1

在图1所示的本发明的示意简图中，基于石墨烯的光子晶体光纤主要包括有包层和纤芯。包层分布有多层包层空气孔1，多层包层空气孔可呈正六边形分布，沿中心空气孔轴向有规律地排列着许多空气孔道，所述的空气孔道沿光纤轴线平行排列。纤芯是空心结构的中心空气孔2，在截面的中心处设有轴向中心空气孔，在中心空气孔的内壁上涂覆有石墨烯层3。在邻近纤芯的包层空气孔的内壁涂覆有石墨烯层4，内壁涂覆石墨烯层的包层空气孔关于纤芯中心均匀对称。石墨烯层为单层石墨烯或者多层石墨烯层叠，光子晶体光纤由石英或石英聚合物制成，所述纤芯或包层为稀土掺杂。

实施例2

在图2所示的本发明的示意简图中，基于石墨烯的光子晶体光纤主要包括有包层和纤芯。包层分布有多层包层空气孔5，多层包层空气孔可呈正六边形分布，沿中心空气孔轴向有规律地排列着许多空气孔道，所述的空气孔道沿光纤轴线平行排列。纤芯为实芯结构，在邻近纤芯的包层空气孔的内壁涂覆有石墨烯层6，内壁涂覆石墨烯层的包层空气孔关于纤芯中心均匀对称。石墨烯层为单层石墨烯或者多层石墨烯层叠，光子晶体光纤由石英或石英聚合物制成，所述纤芯或包层为稀土掺杂。