[发明专利]一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤及其制备工艺

权利要求书

1.一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤，其特征在于包括由外至内依次分布的呈环形实心结构的外包层、具有空气孔周期性分布的内包层、位于光纤几何中心的实芯纤芯，所述的内包层包含有多圈空气孔，所述的内包层的空气占空比为70～99％，在径向截面上每圈所述的空气孔的中心连线构成一个六边形，且由内向外的第二圈至由外向内的第二圈中任意一圈所述的空气孔中的1个所述的空气孔或对称分布的两个所述的空气孔的孔径小于或大于其余所有的空气孔的孔径，使所述的实芯纤芯的模场形状呈椭圆形且具有高双折射，所述的实芯纤芯的长轴长度为1～10微米。

2.根据权利要求1所述的一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤，其特征在于所述的内包层包含有至少三圈所述的空气孔，由内向外的第二圈所述的空气孔中的1个所述的空气孔或对称分布的两个所述的空气孔的孔径小于或大于其余所有的空气孔的孔径。

3.根据权利要求2所述的一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤，其特征在于所述的内包层包含的所述的空气孔的数量为18～468个。

4.一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：以一根石英毛细棒为中心，并自内向外紧贴堆栈多圈石英毛细管，形成一个径向截面为正六边形的堆栈体；其中，石英毛细棒的直径与石英毛细管的外径一致，石英毛细棒的外壁与与其相邻的石英毛细管的外壁紧贴，相邻的两根石英毛细管的外壁紧贴；

步骤2：将一根石英外套管套于堆栈体外，堆栈体中位于角上的六根石英毛细管的外壁与石英外套管的内壁靠近，并在堆栈体的最外圈的石英毛细管的外壁与石英外套管的内壁之间的空隙中插入不同尺寸的石英结构支撑毛细棒以维持堆栈体的结构稳定，至此得到光纤预制棒；

步骤3：对光纤预制棒进行光纤拉丝，在光纤拉丝的过程中控制光纤预制棒中石英毛细管的毛细孔内的压力、石英毛细管之间的空隙内的压力、石英毛细管与石英毛细棒之间的空隙内的压力、石英毛细管与石英外套管之间的空隙内的压力，而在由内向外的第二圈至由外向内的第二圈中任意选择一圈石英毛细管中的1根石英毛细管或对称分布的两根石英毛细管，对选择的石英毛细管进行独立分压控制以控制选择的石英毛细管的毛细孔的孔径减小或扩大，使最终得到的实芯保偏高非线性光子晶体光纤中的由所有石英毛细管和所有石英结构支撑毛细棒熔融后形成的具有空气孔周期性分布的内包层的空气占空比为70～99％、由石英毛细棒熔融后形成的实芯纤芯的模场形状为椭圆形且具有高双折射，并结合光纤拉丝速度使实芯纤芯的长轴长度为1～10微米。

5.根据权利要求4所述的一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤的制备工艺，其特征在于所述的步骤1中，石英毛细管的内外径比为70～80％。

6.根据权利要求4所述的一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤的制备工艺，其特征在于所述的步骤2中，石英外套管的内外径比为70～90％。

7.根据权利要求4所述的一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤的制备工艺，其特征在于所述的石英毛细棒、所述的石英毛细管、所述的石英外套管、所述的石英结构支撑毛细棒的制备材料相同，为纯石英玻璃，或为多组份软玻璃，或为高分子材料。

8.根据权利要求7所述的一种实芯保偏高非线性光子晶体光纤的制备工艺，其特征在于所述的多组份软玻璃为金属氧化物玻璃，所述的高分子材料为碳链高聚物或杂链高聚物或元素有机高聚物；所述的金属氧化物玻璃为氧化碲、氧化锗、氧化锂、氧化锌、硫化物、硒化物、碲化物、氟化物、碘化物或磷化物玻璃，所述的碳链高聚物为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜树脂或聚甲基丙烯酸甲酯，所述的杂链高聚物为聚酰胺、聚酰亚胺或聚丙烯酰胺。