[实用新型]一种保偏光纤

说明书

一种保偏光纤包括位于中心的纤芯，所述纤芯的截面为椭圆形；所述纤芯的外侧为包围所述纤芯的环状内包层，所述内包层的外侧为截面为矩形的应力区；所述应力区的外侧为与应力区的形状相匹配的截面为环形的外包层；所述外包层的外侧为包层；所述纤芯、内包层、应力区、外包层以及包层均同心设置；并且应力区所包围的部分的截面面积与光纤截面的面积之比小于10％。该保偏光纤及其制备方法，将纤芯设计成椭圆型，使光纤同时具备几何型双折射以及应力型双折射，两者现象叠加，可以在保证同等的双折射情况下，继续减少应力区面积，优化其温度稳定性。且椭圆度也不需要太大既能保持同等的双折射，不影响光纤光学参数。

技术领域

本实用新型涉及一种保偏光纤。

背景技术

保偏光纤，即偏振保持光纤，用于传输线偏振光，广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量；保偏光纤作为一种特种光纤，主要应用于光纤电流互感器，光纤陀螺，光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统，是一种具有广泛应用价值的特种光纤类型。

保偏光纤产生双折射的机理主要是指来自材料内部的热应力和材料外部的机械应力，材料在受到应力引起材料折射率的变化即光弹效应而产生双折射。其设计原理是对光纤芯区施加应力，保偏光纤产品包括应力双折射保偏光纤和几何双折射保偏光纤。

几何双折射保偏光纤实例是椭圆芯保偏光纤，将芯做成椭圆形，破坏光纤的圆对称性，提高光纤的双折射，增加两个正交偏振模的相速度差，达到保偏效果。由于没有应力区结构，光纤的温度稳定性较好，然而，几何型保偏光纤的双折射一般都不高，不适合使用在干涉时光纤陀螺中。

应力双折射保偏光纤按应力施加区的结构不同，可分熊猫型、领结型、“一”字型等多种结构。这类光纤的特点是在光纤的包层中引入具有高膨胀系数的应力区挤压纤芯产生双折射效应。通过引入高膨胀系数的硼材料最为应力区，可以大大增加光纤的双折射。然而，硼对纤芯的应力也会随着温度的变化而变化，进而影响光纤陀螺的温度稳定性。

熊猫型保偏光纤在制备过程中，需要在纤芯两边进行机械打孔，再插入应力棒。为避免打孔过程中破坏纤芯，打孔的位置无法靠纤芯太近；若想提供足够的双折射性能，必须适当增大应力区面积。应力区面积所占光纤截面积比例过大(约20％)，将会影响保偏光纤温度稳定性，因此，熊猫型保偏光纤目前大多只能应用于中低精度光纤陀螺。

“一”字型保偏光纤，由于应力区离纤芯较近，只需较小的应力区就可以实现较高的双折射，可应用于高精度光纤陀螺中。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在保证光纤的双折射性能并且提高了光纤的温度稳定性的椭圆芯“一”字型保偏光纤。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种保偏光纤，包括

位于中心的纤芯，所述纤芯的截面为椭圆形；

所述纤芯的外侧为包围所述纤芯的环状内包层，所述内包层的外形为与所述纤芯的截面形状相匹配的椭圆形；

所述内包层的外侧为截面为矩形的应力区；

所述应力区的外侧为与应力区的形状相匹配的截面为环形的外包层；

所述外包层的外侧为包层；

所述包层的截面即整个光纤的截面形状为圆形；

所述纤芯、内包层、应力区、外包层以及包层均同心设置；

并且应力区所包围的部分的截面面积与光纤截面的面积之比小于10％。

优选的，所述内包层的截面为厚度均一的环形；所述外包层的截面为厚度均一的环形。