[发明专利]一种空气孔镀金膜的V型双芯光子晶体光纤偏振分束器

说明书

本发明公开了一种空气孔镀金膜的V型双芯光子晶体光纤偏振分束器，包括，基底以及分布于所述基底中的以正六边形排列的圆形空气孔，其中，所述分束器基底材料为二氧化硅；所述以正六边形排列的圆形空气孔包括：第一圆形空气孔，位于所述分束器的正中心，所述第一圆形空气孔镀金膜；所述第一圆形空气孔，左右两侧形成两个纤芯；第二圆形空气孔，分布于所述第一圆形空气孔的上下两侧；第三圆形空气孔，分布于所述第一圆形空气孔的左右两侧。本发明的空气孔镀金膜的V型双芯光子晶体光纤偏振分束器具有超宽的分束器带宽。

技术领域

本发明涉及光子晶体光纤偏振器件领域，特别涉及到一种空气孔镀金膜的V型双芯光子晶体光纤偏振分束器。

背景技术

随着各种光学链路系统的蓬勃发展，光子晶体光纤偏振器件已经成为光纤通信、光纤传感、光纤激光等光学领域中必不可少的一类光学器件，尤其是在涉及国防军事、航空航天、生物医学、全光网络等方面更为重要。目前，学者们设计光子晶体光纤偏振器件主要分为以下几种：

基于双芯光子晶体光纤。通过改变双芯光子晶体光纤结构或者在双芯光子晶体光纤中引入椭圆空气孔等多种因素来破坏双芯光子晶体光纤的对称性，从而形成较高的双折射以实现两个方向偏振光的耦合长度不同，进而实现偏振分束。但是此类光纤的双折射相对较低，从而导致分束带宽较窄，分束长度较长，不利于器件集成化的发展。并且此类光纤大都包含椭圆孔空气孔，不易制备。

基于三芯光子晶体光纤。利用光子晶体光纤的谐振现象,当三芯光子晶体光纤中三个超模式的模式折射率满足一定条件时,将产生谐振现象。通过选择合适的微结构参数,可使某一偏振方向的光接近谐振条件,而另一偏振方向的光远离谐振条件，两个偏振光的功率集中在不同的纤芯区,从而实现偏振光的分离。但是由于谐振耦合现象的特殊性，此类光纤将具有更长的分束长度，更不利于集成光子学的发展。

基于液晶、液体、磁流体等材料填充的双芯光子晶体光纤。通过在双芯光子晶体光纤的某些空气孔中选择性地填充液晶、液体和磁流体等功能型材料，由于这些功能型材料的折射率一般都比空气的折射率大，所以能够进一步增加双芯光子晶体光纤的双折射，从而进一步增加两个方向偏振光的耦合长度的差值，进而实现分束带宽较宽，分束长度较短的偏振分束器。但是选择性地填充液晶、液体和磁流体等功能型材料，不易和现有的各种光学系统匹配和熔接，降低了器件的实用性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种空气孔镀金膜的V型双芯光子晶体光纤偏振分束器，已解决如上问题至少之一，并通过以下技术方案实现：

本发明提供一种空气孔镀金膜的V型双芯光子晶体光纤偏振分束器，包括，基底以及分布于所述基底中的以正六边形排列的圆形空气孔，其中，所述分束器基底材料为二氧化硅；所述以正六边形排列的圆形空气孔包括：

第一圆形空气孔，位于所述分束器的正中心，所述第一圆形空气孔镀金膜，所述第一圆形空气孔的直径为d1，金膜厚度为t；所述第一圆形空气孔，左右两侧形成两个纤芯；

第二圆形空气孔，分布于所述第一圆形空气孔的上下两侧，每一侧的所述第二圆形空气孔构成V型结构，两侧的所述第二圆形空气孔数量为74个，直径均为d2，且d2d1，每两个所述第二圆形空气孔之间的间距均为Λ1；

第三圆形空气孔，分布于所述第一圆形空气孔的左右两侧，两侧的所述第三圆形空气孔数量为92个，直径均为d3，且d2d3d1，每两个所述第三圆形空气孔之间的间距均为Λ2，且Λ2＝Λ1。

可选的，所述第一圆形空气孔的直径d1的取值范围为：0.90μm～1.10μm。

可选的，所述金膜厚度t的取值范围为：40nm～50nm。

可选的，所述第二圆形空气孔的直径d2的取值范围为：1.46μm～1.55μm。

可选的，所述第三圆形空气孔的直径d3的取值范围为：1.35μm～1.45μm。