[发明专利]一种光子晶体光纤

说明书

本发明公开了一种光子晶体光纤，其特征在于，包括：从内自外的芯层、包层以及涂覆层，光纤的横截面为圆形，芯层、包层以及涂覆层均同心，芯层位于光纤的最内层，芯层横截面的中心具有圆形孔，包层内均匀设置多个扇环形的气孔，包层包括4个包层环，每个包层环具有相同大小的扇环形的气孔，且气孔依次相邻，包层环内的扇环形的气孔的大小从内圈到外圈依次递增，包层环的间距相同，涂覆层位于最外层，芯层和包层均采用二氧化硅晶体或硅晶体制成，涂覆层采用丙烯酸酯或有机硅树脂制成。本发明的光子晶体光纤可以传输多个轨道角动量模式，模式组的有效折射率差达到10^‑3量级，限制损耗低，非线性系数小，色散低。

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种光子晶体光纤。

背景技术

1996年J.C.Knight等人首次报道光子晶体光纤(Photonic Crystal Fibers，PCF)，这种光纤在损耗，色散和非线性均优于传统的传统的光纤，因而越来越受到人们的关注。

轨道角动量(Orbital Angular Momentum，OAM)是近些年来发现的光的一个重要参量。具备不同“扭曲”形式的轨道角动量的光不会互相干扰且可以不断叠加。这极大的拓展了光的传输能力。

对于传输OAM模式的光纤来说，更多的模式意味着在单个频率上包装更多的信道，显著提升信息传输量。为了支持OAM模式在光纤中稳定传输，光纤必须具有高的有效折射率差，才能避免光纤中各矢量本征模式间的相互耦合和简并。许多特殊结构光纤被提出用来支持OAM模式的传输，但这些光纤中模式间有效折射率差始终在10^-4量级，无法得到更显著的提高。由于模式间有效折射率差无法提高，在OAM模式传输时，可能会发生奇偶本征模走移，双折射和偏振模式色散，影响模式纯度并引起模式间的耦合或串扰。

对于用来传输轨道角动量模式的光子晶体光纤，如何提高有效折射率差，进一步降低限制损耗，增加传输轨道角动量模式数量等都是近些年来设计光子晶体光纤的几个重要目标。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种低限制损耗且提高传输轨道角动量模式的数量的光子晶体光纤。

本发明提供了一种光子晶体光纤，具有这样的特征，包括：

从内自外的芯层、包层以及涂覆层。光纤的横截面为圆形，芯层、包层以及涂覆层均同心，其中，包层包括多个包层环。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：芯层横截面的中心具有圆形孔。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：包层包括4个包层环。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：包层环的横截面为圆环。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：包层环内均匀设置多个相同大小的气孔。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：气孔的横截面为扇环形，扇环形依次相邻。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：包层环内的气孔的大小从内圈到外圈依次递增。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：芯层和包层均采用二氧化硅晶体材料或硅晶体材料制成。

另外，在本发明提供的一种光子晶体光纤中，还可以具有这样的特征：涂覆层采用丙烯酸酯材料或有机硅树脂材料制成。

发明的作用与效果