[发明专利]一种“一”字型单偏振光纤及其制造方法

说明书

本发明一种“一”字型单偏振光纤及其制造方法，所述光纤包含有纤芯(1)、包裹于纤芯(1)外的内包层(2)，其特征在于：所述内包层(2)的两侧沿其轴向对称设置有应力作用区(3)，且应力作用区(3)的横截面为“一”字形结构，所述内包层(2)和应力作用区(3)外包裹有外包层(5)，所述外包层(5)内沿其轴向设置有空气气孔(4)。本发明一种“一”字型单偏振光纤及其制造方法，其具有的“一”字形应力作用区提高了温度适应性、且具有的几何对称性提高了其一致性并方便了制造。

技术领域

本发明涉及一种单偏振光纤及其制作方法，尤其是涉及“一”字型结构的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

近年来，随着高功率光纤激光器、光纤陀螺、电流传感器、超辐射光源以及电光器件的快速发展，对只有一个偏振导模的单偏振光纤的需求不断增加。

在单偏振光纤中，仅能传输两个正交线偏振模中的一个，另一个模截止或者发生严重泄露而衰减，故单偏振光纤的输出光始终只有一种单一的偏振模式。与保偏光纤支持两个正交偏振模不同，单偏振光纤具有很多优点：高消光比，无偏振模式色散，偏振相关损耗显著以及低的偏振失配敏感性，可以有效的降低系统的偏振耦合和偏振模式色散。

现有技术当中，在光纤之中实现单偏振功能采用了下述方法：

①通过掺杂椭圆芯/包层应力诱导双折射效应产生大的双折射，通过掺杂形成不同的芯包折射率差值造成其中一个基偏振模截止；

②在光纤中制造辅助空气气孔来替代掺杂，如中国专利文献CN1809771A公开了“一种单偏振光纤和系统以及制造方法”，其包括一种大致呈椭圆的纤芯以及设置与中心纤芯相对两侧的空气气孔，该发明在制备光纤时，空气气孔内径贴近纤芯，外径贴近纤芯/包层界面，而在实际操作中，气孔位置很难精确定位；再者如中国专利CN101809476A公开了“一种掺硼-氟应力构件的保偏和单偏振光纤”，其包括椭圆纤芯和包层以及毗邻该纤芯且位于包层内至少一个应力构件，应力构件包括硼和氟共同掺杂的二氧化硅；该发明的光纤采用掺硼-氟应力构件来产生应力双折射，且应力构件的面积为10～15μm。

综上所述，现有常规技术中的单偏振光纤及其制造方法多针对椭圆纤芯的光纤，影响了其应用范围，且制造难度大、一致性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种“一”字型单偏振光纤及其制造方法，其具有的“一”字形应力作用区提高了温度适应性、且具有的几何对称性提高了其一致性并方便了制造。

本发明的目的是这样实现的：

一种“一”字型单偏振光纤，所述光纤包含有纤芯、包裹于纤芯外的内包层，所述内包层的两侧沿其轴向对称设置有应力作用区，且应力作用区的横截面为“一”字形结构，所述内包层和应力作用区外包裹有外包层，所述外包层内沿其轴向设置有空气气孔。

本发明一种“一”字型单偏振光纤，所述空气气孔设置有多个，且空气气孔对称分布于应力作用区的两侧，多个空气气孔的中心轴线位于同一平面上、并与“一”字形结构的应力作用区所在平面相垂直。

本发明一种“一”字型单偏振光纤，所述空气气孔设置有2～6个。

本发明一种“一”字型单偏振光纤，所述纤芯内掺杂有锗、氟和磷；锗、氟、磷共掺后使得纤芯具有最大折射率Δ百分比Δ1，Δ1为0.01～0.015；

内包层由掺氟的二氧化硅制造，内包层最大折射率Δ百分比Δ2为-0.007～-0.003之间；

应力作用区由掺硼的二氧化硅制造，应力作用区最大折射率Δ百分比Δ3为-0.008～-0.016；

外包层由纯二氧化硅制造，外包层最大折射率Δ百分比Δ4为0。