[发明专利]一种液晶填充单偏振输出的双芯光子晶体光纤波长分束器

说明书

本发明公开了一种液晶填充单偏振输出双芯光子晶体光纤波长分束器，于包括：纤芯区和包层区，所述纤芯区和包层区填充有纯石英玻璃基底材料；所述纤芯区包含中央空气孔、两个第一空气孔、两个第二空气孔、两个第三空气孔、八个第四空气孔；所述包层区位于所述芯区的外层，所述包层区包括多个均匀设置的第五空气孔，所述第五空气孔直径均为d6，孔间距均为a0，所述第五空气孔排布为正六边形结构。本分束器引入液晶材料，比全空气孔型光子晶体光纤更短，光传输效果更好，比基于SPR效应的分束器结构简单，制作方便，成本更低。

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别涉及到一种液晶填充单偏振输出的双芯光子晶体光纤波长分束器。

背景技术

光纤作为光信号传输煤质，是光通信系统中最重要的一部分。对于目前的通信系统来说，波分复用(WDM)技术在光通信系统中占有重要地位。而在WDM系统中，波长分束器又扮演着重要的角色。

单偏振输出的波长分束器不仅只支持某一个偏振方向的光传输从而避免模间串扰，而且可以将1310nm和1550nm两个典型通信波长的光进行分离，因此更适用于目前的WDM系统。目前人们在设计此类分束器时主要采用了以下方案：

(1)基于全空气孔型光子晶体光纤。采用此方案设计的单偏振输出的波长分束器，通常是在传统的光子晶体光纤的基础上，在其芯区和包层区构造结构双折射结构而成，其导光机理也和传统的光子晶体光纤的相同。并且，此类分束器的纤芯和传统的光子晶体光纤一样，均是由空气孔缺失而成，并且由于其芯区为了构造双折射结构，因此其纤芯一般不是规则的圆形。但是此类分束器由于双折射度低，因此往往需要很长的光纤长度才能将1310nm和1550nm两个典型通信波长的光进行分离，无法满足器件微型化的需求。

(2)基于表面等离子体谐振(Surface plasmon resonance，SPR)效应。其根本原理就是在纤芯附近填入金属丝，或者镀金属层，利用SPR效应，使得光纤芯模的某个偏振模分别在1310nm和1550nm两个波长处和金属表面的等离子体极化模式发生谐振效应，从而损耗掉芯模的某一个偏振模式。此类分束器中采用的金属多为金，此类光子晶体光纤偏振分束器不仅材料昂贵，而且制作过程十分艰难。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于WDM系统中的液晶填充单偏振输出的双芯光子晶体光纤波长分束器，来将1310nm和1550nm两个波长的光进行分离，并通过以下技术方案实现：

一种液晶填充单偏振输出双芯光子晶体光纤波长分束器，包括：纤芯区和包层区，所述纤芯区和包层区填充有纯石英玻璃基底材料；

所述纤芯区包含中央空气孔、两个第一空气孔、两个第二空气孔、两个第三空气孔、八个第四空气孔；其中，所述中央空气孔位于所述纤芯区中央，所述中央空气孔直径为d1；两个所述第一空气孔分别设置于所述中央空气孔水平方向左右两侧，且距所述中央空气孔的水平距离为a1，两个所述第一空气孔中填充有列向列液晶，填充列向列液晶后的所述第一空气孔作为光纤的纤芯，两个所述第一空气孔直径均为d2；两个所述第二空气孔分别设置于所述中央空气孔水平方向左右两侧，且距所述中央空气孔的水平距离为a2，两个所述第二空气孔直径均为d3；两个所述第三空气孔分别设置于所述中央空气孔水平方向左右两侧，且距所述中央空气孔的水平距离为a3，两个所述第三空气孔直径均为d4；四个所述第四空气孔设置于所述中央空气孔竖直方向上侧，另外四个所述第四空气孔设置于所述中央空气孔竖直方向下侧，位于所述中央空气孔上下两侧的四个所述第四空气孔水平排列且距所述中央空气孔的竖直距离为a4，八个所述第四空气孔直径均为d5，横向相邻两个所述第四空气孔的水平间距为a0；

所述包层区位于所述芯区的外层，所述包层区包括多个均匀设置的第五空气孔，所述第五空气孔直径均为d6，孔间距均为a0，所述第五空气孔排布为正六边形结构。

可选的，所述中央空气孔的直径d1的取值范围为0.95-1.05um。