[发明专利]一种基于空芯反谐振光纤的磁致可调谐起偏器

说明书

本发明涉及一种基于空芯反谐振光纤的磁致可调谐起偏器，包括第一单模光纤段、空芯反谐振光纤段和第二单模光纤段；第一单模光纤段和第二单模光纤段分别与空芯反谐振光纤段的两端熔接；第一单模光纤段和第二单模光纤段分别用于非偏光的输入和偏振光的输出；空芯反谐振光纤段用于实现光起偏；空芯反谐振光纤段以石英玻璃为基底材料，包层多个不接触的薄壁毛细管环绕空气纤芯，纤芯位于所述光纤的几何中心区域；在其中一个薄壁毛细管中或对称设置的两个薄壁毛细管中填充有磁性离子液体；磁性离子液体具有对外磁场产生宏观响应的特性。本发明采用磁性离子液体集成空芯反谐振光纤制作光纤起偏器，不破坏光纤结构，制作的光纤起偏器结构紧凑且性能稳定。

技术领域

本发明属于光子晶体光纤陀螺技术领域，具体涉及空芯反谐振光纤起偏器的设计及偏振消光比的磁调谐特性研究，具体涉及一种基于空芯反谐振光纤的磁致可调谐起偏器。

背景技术

空芯光子晶体光纤一般是利用光子带隙效应将光约束在纤芯空气孔中传输，相比于实芯光子晶体光纤，光在空芯光子晶体光纤中传输时具有更小的温度敏感度和磁场敏感度，这是由于光在空气中传输时受到的扰动远小于在二氧化硅介质中的传输情况。基于光场传输优势，空芯光子晶体光纤陀螺受到广泛重视，但是由于其本身固有的复杂结构使得空芯光子晶体光纤的传输损耗无法突破“表面散射损耗”极限，这阻碍了空芯光纤的大规模工业应用，也限制了空芯光纤陀螺的进一步发展。

近年来，一类新型空芯光纤，即空芯反谐振光纤由于其具有超低损耗和天然宽带的特点得到了迅速发展。不同于传统空芯光子晶体光纤复杂的包层空气孔结构，空芯反谐振光纤具有极简的微结构包层分布，实验拉制的空芯反谐振光纤传输损耗已经低至0.28dB/km，与此同时其最低传输损耗有希望进一步降至0.1dB/km，空芯反谐振光纤的发展为光纤陀螺的研究增加了更多的可能性，可以大幅提升光纤陀螺的环境适应性，增强陀螺性能。

空芯反谐振光纤陀螺研制的关键是实现陀螺内部光纤器件的全光子晶体光纤化，因此基于空芯反谐振光纤的耦合器、调制器、起偏器等是空芯光纤陀螺发展亟需攻克的技术瓶颈。传统的光纤起偏器是将光纤改造成不对称的光波导结构实现的，比如将光纤磨剖成D型光纤、对光纤侧抛以后镀金属膜、写制光纤光栅或者对光子晶体光纤的部分空气孔进行塌缩处理等。由于空芯反谐振光纤结构简单又相对脆弱，传统光纤后处理手段如写制光栅、放电塌缩等极容易破坏其反谐振光纤结构设计，因此必须考虑新的技术手段实现空芯反谐振光纤起偏器的制作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构紧凑、性能稳定的基于空芯反谐振光纤的磁致可调谐起偏器。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案为：

一种基于空芯反谐振光纤的磁致可调谐起偏器，其特征在于：包括第一单模光纤段、空芯反谐振光纤段和第二单模光纤段；所述第一单模光纤段和第二单模光纤段分别与空芯反谐振光纤段的两端熔接；所述第一单模光纤段和第二单模光纤段分别用于非偏光的输入和偏振光的输出；所述空芯反谐振光纤段用于实现光起偏；所述空芯反谐振光纤段以石英玻璃为基底材料，包层多个不接触的薄壁毛细管环绕空气纤芯，纤芯位于所述光纤的几何中心区域；在其中一个薄壁毛细管中或对称位置的两个薄壁毛细管中填充有磁性离子液体；所述磁性离子液体具有对外磁场产生宏观响应的特性。

进一步的：所述宏观响应的特性为在磁场作用下，磁性离子液体中的阴离子将集聚成链，从而改变磁性离子液体的吸收散射系数。

进一步的：所述磁性离子液体为金属磁性离子液体，其阴离子为金属配合物，磁性来源主要是阴离子所包含的金属离子。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本发明采用磁性离子液体集成空芯反谐振光纤制作光纤起偏器，不破坏光纤结构，同时离子液体是一种纯净物，基本不受外界环境影响，因此制作的光纤起偏器结构紧凑且性能稳定。