[发明专利]一种矩形纤芯的光子晶体光纤

说明书

本发明公开了一种矩形纤芯的光子晶体光纤。该光子晶体光纤包含纤芯、光子晶体结构层及保护层。所述纤芯和光子晶体结构层均为矩形，光子晶体结构层包含低折射率区域和高折射率区域。所述光子晶体结构层至内向外交替分布高折射率区域和低折射率区域。本发明提供了较高的矩形光纤结构的设计自由度，尤其对纤芯的结构调节能力较强，可以实现多种需求的光纤特性，比如高双折射、高非线性等。

技术领域

本发明属于通信及传感技术领域，具体涉及一种矩形纤芯的光子晶体光纤。

背景技术

光子晶体光纤又称微结构光纤，与传统的光纤相比，横截面上的微结构不但起到了包层的作用，而且还在在设计上提供了更大的灵活性。由于排列方式的多样性，光子晶体光纤为调节纤芯和微结构包层之间的折射率对比度提供了更多的可能性;因此，它们能够具有特殊的光学特性，如光子带隙、高非线性、双折射和色散等。由于可以调节晶格间距、微结构形状和尺寸、玻璃的折射率和晶格结构等几个结构参数，从而调控模式特征，所以光子晶体光纤具有更大的自由度。因此，光子晶体光纤大大丰富了光纤的种类，提升了光纤的特性，是传统圆对称型光纤的重要补充。近些年，光子晶体光纤得到了快速的发展，在科研、通讯、传感等领域扮演着重要的角色。

光子晶体光纤一般是正六边形结构，在包层结构中引入圆形或者椭圆形结构来对光纤特性的调节，对光纤纤芯的调节能力有限。与具有相同晶格间距和孔径尺寸的正六边形结构相比，矩形的光子晶体光纤能够提供更大的有效模式面积，从而能够满足较高功率激光在光纤中传输。矩形光子晶体光纤在纤芯调节方面有着巨大的潜力。目前，矩形光纤已经应用于超连续谱产生、光纤激光器等领域。

发明内容

本发明的目的是满足上述的需求，提出了一种具有高低折射率区域交替分布的矩形光子晶体包层的光纤。该光纤在纤芯设计方面具有很高的自由度，能够实现光纤的非线性、双折射调控，且该光纤易于制备。

本发明的技术解决方案如下：

一种矩形纤芯的光子晶体光纤，所述光子晶体光纤包含纤芯、光子晶体结构层和保护层，所述纤芯结构为矩形，光子晶体结构层至内向外交错设置有矩形的低折射率玻璃区域和矩形的高折射率玻璃区域。

进一步地，所述保护层与所述光子晶体结构层的次外层采用的玻璃材料一致，所述纤芯与所述光子晶体结构层的次内层采用的玻璃材料一致。

进一步地，所述纤芯、光子晶体结构层和保护层为石英玻璃、磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、氟化物玻璃或者硫系玻璃中的一种或几种。

本发明的优点在于：

本发明的矩形纤芯的光子晶体光纤，具有高低折射率区域交替分布的矩形光子晶体结构层的光纤，具有较高的结构调节特性，尤其对纤芯的结构调节能力强；该光纤能够实现对光纤非线性和双折射特性的调节。

附图说明

图1是实施例1的正方形纤芯光纤预制棒示意图；

图2是实施例1的正方形光纤截面示意图；

图3是实施例2的长方形纤芯光纤预制棒示意图；

图4是实施例2的长方形光纤截面示意图；

图中：1-纤芯，2-光子晶体结构层，3-保护层，4-碲酸盐玻璃小圆棒，5-磷酸盐玻璃小圆棒，6-正方形套筒模具，7-铅硅酸盐玻璃小圆棒，8-硼硅酸盐玻璃小圆棒，9-长方形套筒模具。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不应以此限制发明的保护范围。

实施例1