[发明专利]一种光纤的包层结构

说明书

本发明公开了一种光纤的包层结构，其包括圆柱状基体；所述圆柱状基体外表面通过激光直写的方式刻蚀有微结构；所述微结构包括沿轴向方向设置的N个微形孔组，每个微形孔组包括沿圆周方向设置的M个微形盲孔，其中N＞1；M＞3。通过本发明构建的包层结构，控形能力较强，同时可以降低模式个数，提升了对光的模场束缚程度，提高激光的光束质量和功率。

技术领域

本发明涉及一种光导纤维，具体涉及一种光纤的包层结构。

背景技术

光纤包层是光纤的三大组成部分之一，纤芯和包层组成了最基本的光纤结构，光纤的传输原理就是在纤芯和包层之间形成全反射。光纤的包层的设计直接决定光能传输的损耗、以及光斑模式的控制，因此光纤包层的设计是光纤的最关键的一步。

目前针对光纤包层的制造主要是采用以下方法：

包括MCVD(改进的化学气相沉积法)、PCVD(等离子体引入化学气相沉积)、OVD外气相沉积法以及VAD气相轴向沉积法；上述四种方式均是将原料参杂剂以气态的形式沉积于由石英、石墨、或者氧化铝为材料制作的“母棒”外表面，经过多次沉积形成了一定尺寸的预制棒(包括了高折射率的纤芯层以及低折射率的包层)，但是上述四种方式均存在工艺繁琐、控形能力受限等缺点。

另外，还有一种在纤芯外形成有序排列的空芯玻璃包层，拉制成PCF型晶体光纤微结构包层设计及制作方法，此种方法对气压管理要求极高，材料适应性也比较差，对于一些材料或者气压管理不得当，容易在拉制的过程种造成包层孔塌陷，会导致光纤的导光模式、光斑质量精度无法保证。

发明内容

为了解决背景技术中现有光纤包层的制造过程存在工艺繁琐、控形能力受限、导光模式以及光斑质量精度无法保证等缺陷，本发明提供了一种光纤的包层结构。

本发明的具体技术解决方案是：

本发明提供了一种光纤的包层结构，包括圆柱状基体；所述圆柱状基体外表面通过激光直写的方式刻蚀有微结构；该微结构构成了包层；

所述微结构包括沿轴向方向设置的N个微形孔组，每个微形孔组包括沿圆周方向设置的M个微形盲孔，其中N＞1；M＞3。

进一步地，上述微形盲孔为圆柱形或倒圆锥台形或倒圆锥形或多棱柱形或倒多棱锥形或喇叭形或台阶盲孔。

进一步地，上述圆柱状基体的材质为石英或蓝宝石或中红外材料。

进一步地，上述激光直写的方式采用飞秒激光。

进一步地，上述每个微形孔组之间具有周向的角度偏差。

进一步地，上述微形盲孔为圆柱形时，其孔径取值范围是1-10um，其孔深和孔径之比的取值范围是1:1-50:1。

进一步地，上述微形盲孔为倒圆锥台形时，其小端孔径取值范围是1-2um，其大端孔径取值范围是2-10um，最大孔深为100um。

进一步地，上述微形盲孔为倒圆锥形时，其大端孔径取值范围是1-10um，最大孔深为100um。

进一步地，上述微形盲孔为多棱柱形时，该多棱柱形中任一截面的多边形内接圆直径取值范围是1-10um，其孔深和孔径之比的取值范围是1:1-50:1。

进一步地，上述微形盲孔为倒多棱锥形时，其大端的内接圆直径取值范围是1-10um，最大孔深为100um。

本发明的有益效果是：