[发明专利]空芯光子晶体光纤及其制造方法

权利要求书

1.一种空芯光子晶体光纤(HC-PCF)(10)，被配置成沿着所述空芯光子晶体光纤(10)的模式引导部分(11)引导光场(1)的至少一种模式，所述空芯光子晶体光纤(10)包括：

沿着空芯光子晶体光纤(10)延伸的外套层(12)、内包层(13)和空芯(14)，其中

所述内包层(13)被布置在所述外套层(12)的内表面上，并包括围绕所述空芯(14)的抗谐振结构(15)，以及

所述空芯(14)具有沿着所述空芯光子晶体光纤(10)的所述模式引导部分设置的模式引导芯直径d，

其特征在于：

所述空芯光子晶体光纤(10)的至少一个光纤端部(16)具有光场耦合部分(17)，在所述光场耦合部分(17)中，所述空芯(14)在轴向耦合部分长度上从在所述至少一个光纤端部(16)处的光纤端部芯直径D逐渐变细至所述模式引导芯直径d，

其中

所述抗谐振结构(15)的横截面尺寸在所述光场耦合部分(17)中朝向所述模式引导部分逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述光纤端部芯直径D和所述轴向耦合部分长度被选择为使所述内包层(13)与将被聚焦到所述空芯(14)以被所述空芯光子晶体光纤(10)引导的所述光场的重叠在所述光纤端部处被排除或忽略不计。

3.根据权利要求1或2所述的空芯光子晶体光纤，其中

在轴向过渡长度之上，所述光纤芯直径尺寸在所述光场耦合部分(17)上从所述光纤端部芯直径D减小到0.5*(D+d)，所述轴向过渡长度至少是模式引导芯直径d的0.5倍和/或最多是过渡尺寸π(D²d²-d⁴)^0.5/(4λ)的0.5倍，其中λ是所述光场的中心波长。

4.根据权利要求3所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述轴向过渡长度至少为10μm和/或最多为1000μm。

5.根据权利要求1或2所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述光场耦合部分(17)的所述轴向耦合部分长度至少为所述模式引导芯直径d和/或最大为过渡尺寸π(D²d²-d⁴)^0.5/(4λ)，其中λ是光场的中心波长。

6.根据权利要求5所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述光场耦合部分(17)的所述轴向耦合部分长度至少为20μm和/或最多为5000μm。

7.根据权利要求1或2所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述抗谐振结构(15)具有朝向所述至少一个光纤端部(16)的圆形端部。

8.根据权利要求1或2所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述内包层(13)延伸到所述至少一个光纤端部(16)的开口。

9.根据权利要求1或2所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述内包层(13)不延伸到所述至少一个光纤端部(16)的开口。

10.根据权利要求1或2所述的空芯光子晶体光纤，其中

所述光场耦合部分(17)仅设置在所述空芯光子晶体光纤(10)的输入耦合端部。

11.一种使用根据前述权利要求中任一项所述的空芯光子晶体光纤(10)的方法，其中，

使用所述空芯光子晶体光纤(10)以使光场经受光学非线性过程，特别是光谱展宽，或

使用所述空芯光子晶体光纤(10)以将光场传递到应用地点。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

所述光学非线性过程是光谱展宽。