[发明专利]抗谐振空芯光纤、用于这种光纤的预制件和制造方法

说明书

本发明公开了一种用作制造抗谐振空芯光纤的部件的成形管(50，51)，该成形管具有横向横截面形状的侧壁，侧壁包括多个主要的弯曲部分(52)，所述弯曲部分与相同数量的次要的基本直线部分(54)交替，每个所述弯曲部分(52)具有向内弯曲形状，并且每个直线部分(54)与成形管(50，51)的中心纵向轴线等距。

技术领域

本发明涉及抗谐振空芯光纤、用于这种光纤的预制件和制造预制件的方法。

背景技术

光纤的类别包括空芯光纤，在所述空芯光纤中，通过光学引导机构沿着形成光纤纤芯的纵向中空空隙引导光，该光学引导机构通过存在形成围绕纤芯空隙的包层的纵向空隙或毛细管的结构化布置而实现。包层的各种构造是已知的，从而产生不同的引导效果。

一种类型的空芯光纤是抗谐振空芯光纤(ARF)。这种类型的光纤具有相对简单的包层结构，其包括通常相对少量的玻璃管或毛细管，这些玻璃管或毛细管围绕中心纤芯空隙排列成环并紧固到护套管的内表面以保持所需的几何形状。这种布置不提供任何高度的周期性，因此引导不能经由诸如空芯光子带隙(晶体)光纤中的光子带隙效应进行操作。而是，提供抗谐振，以用于传播不与包层毛细管的壁厚谐振的波长；换句话说，用于由包层毛细管的壁厚限定的抗谐振窗口中的波长。抗谐振起作用以抑制由纤芯支持的空气引导光模与包层可能支持的任何光模之间的耦合，因此光被限制在纤芯中，并且可以通过抗谐振光导效应以低损耗进行传播。

在最简单的情况下，ARF可以包括单个包层毛细管环，但已经提出了这种布置的若干种修改和改变，以提高诸如带宽和损耗方面的性能。许多已知的传统实芯光纤的应用已经用空芯光纤进行了演示，包括电信、光功率传输和光学传感。特别是对于电信用途，低光损耗(即每单位传播长度(通常为每公里)传播的光损耗的百分率)是至关重要的。

迄今为止报导的用于空芯光纤的最低损耗为1.3dB/km，这是在具有嵌套抗谐振无节点光纤(NANF)构造的ARF中实现的[1]。NANF包括一圈间隔开的(非接触式)嵌套毛细管(固定在大毛细管内的一根或多根较小的毛细管)，该嵌套毛细管紧固在外护套内并环绕中央空芯区域。与一般的ARF一样地，主要的光学引导机制是来自均匀厚度的包层毛细管玻璃壁或膜的抗谐振和与包层中模式的受抑制耦合的组合。预计NANF能够提供比上述已经令人印象深刻的结果明显更好的损耗性能，并且有朝一日甚至可能克服全固态石英光纤的基本损耗限制[2]。

在这种情况下，需要大量生产NANF才能满足需求。当前的制造方法昂贵且缓慢，因此不适合大规模生产。因此，用于NANF制造的改进方法受到极大关注。

发明内容

在所附权利要求中阐述了各个方面和实施例。

根据本文所述的某些实施例的第一方面，提供了一种用作制造抗谐振空芯光纤中的部件的成形管，该成形管具有带有横向横截面形状的侧壁，所述侧壁包括多个主要的弯曲部分，所述弯曲部与相同数量的次要的基本直线部分交替，每个弯曲部分具有向内弯曲形状，并且每个基本直线部分距成形管的中心纵向轴线等距。

根据本文所述的某些实施例的第二方面，提供了一种用于抗谐振空芯光纤的预制件，该预制件包括根据第一方面的成形管，该成形管紧固在玻璃材料或聚合物材料的外护套管内，使得成形管的基本直线部分与外护套管的内表面接触或接近接触。

根据本文所述的某些实施例的第三方面，提供了一种用于从根据第二方面的预制件拉制抗谐振空芯光纤的棒。

根据本文所述的某些实施例的第四方面，提供了一种由根据第一方面的预制件拉制或根据第二方面的棒拉制的抗谐振空芯光纤。

根据本文所述的某些实施例的第五方面，提供一种制造用于抗谐振空芯光纤的预制件的方法，该方法包括：提供根据第一方面的成形管；将成形管插入玻璃材料或聚合物材料的外护套管中，使得在成形管的基本直线部分和外护套管的内表面之间存在接触或接近接触；以及将成形管紧固在外护套管内。