[发明专利]一种银杏叶形状包层的空芯反谐振光纤

说明书

本发明公开了一种银杏叶形状包层的空芯反谐振光纤，由外至内依次为光纤外套管、银杏叶形状包层管和空气纤芯；其中，银杏叶形状包层管在设计上满足反谐振反射波导(ARROW)原理，具体由玻璃制成且厚度为t，绕制后整个银杏叶形状包层管呈现工整的银杏叶形状，具体由一个前弧段和两个后弧段组成，其中，前弧段与后弧段相对于空气纤芯均是负曲率，即朝空气纤芯外侧方向弯曲；多个银杏叶形状包层管以旋转对称方式固定在光纤外套管上。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种银杏叶形状包层的空芯反谐振光纤。

背景技术

常规的实芯光纤，其通常使用全内反射的导光机制，因而纤芯必须使用折射率较高的材料。传统的以硅基材料为主的实芯石英光纤在传输中红外光时会产生极高的吸收损耗，而硫化物光纤激光损伤阈值较低，材料提纯技术不够成熟(郭海涛,崔健,许彦涛,等.低损耗硫系红外光纤制备及其应用研究进展[J].激光与光电子学进展,2019,56(17):93-111.)，氟化物光纤易潮解，容易发生端面损伤(贾志旭,姚传飞,李真睿,等.新型高功率中红外光纤激光材料与超连续谱激光研究进展[J].中国激光,2019,46(5):74-84)，使得这两类实芯软玻璃光纤都难以应用于中红外等波段中。空芯光纤由于采用空气作为纤芯，避免了材料吸收，且包层可以继续沿用工艺成熟的硅玻璃材料，有望解决目前光纤在中红外波段的瓶颈。

空芯光纤种类繁多，其中空芯反谐振光纤因其结构简单，设计灵活，且损耗、色散、非线性性能优越而引起科研人员的广泛研究。

空芯反谐振光纤的包层一般由一圈相互保持一定间隔的圆形薄管构成，称为包层管，包层管固定在光纤的外套管上，从而使结构稳定。空芯反谐振光纤采用反谐振反射的原理，因此根据包层管管壁厚度的不同而具有不同的传输波段，由不同阶数的谐振波长所确定。

目前的空芯反谐振光纤一般具有负曲率和无节点的结构特征。负曲率是指包层玻璃壁中围绕成纤芯边界的那一部分，其弯曲方向不朝向纤芯。而无节点是指包层的一圈包层管相互不接触，以一定间隔排列开。然而，具有这两种结构特征的圆形包层管空芯反谐振光纤，其包层管内存在管模，且这些管模与纤芯中基模发生模式耦合，使得光纤损耗仍然较高。并且在常见的圆形包层管中，不围绕成纤芯边界的那一部分仍然是正曲率。这些问题都可以通过新的空芯反谐振光纤设计方案来解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种银杏叶形状包层的空芯反谐振光纤，采用类似于银杏叶形状的包层管，来解决现有结构中只有纤芯边界的管壁为负曲率而其他管壁为正曲率，圆形包层管受模式耦合严重而限制损耗较高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明一种银杏叶形状包层的空芯反谐振光纤，其特征在于，包括：由外至内依次为光纤外套管、银杏叶形状包层管和空气纤芯；

所述光纤外套管为空芯反谐振光纤的最外层，将银杏叶形状包层管和空气纤芯包裹在其内部；

所述银杏叶形状包层管由厚度为t的圆形状包层管挤压而成，制成后整个银杏叶形状包层管呈现工整的银杏叶形状，具体由一个前弧段和两个后弧段组成，其中，前弧段与后弧段相对于空气纤芯均是负曲率，即朝空气纤芯外侧方向弯曲；多个银杏叶形状包层管以旋转对称方式固定在光纤外套管上，其中，银杏叶形状包层管的后弧段末端与光纤外套管固定；

所述空气纤芯由多个旋转对称的银杏叶形状包层管包围而成，其包围轮廓的内接圆半径为空气纤芯半径。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明一种银杏叶形状包层的空芯反谐振光纤，由外至内依次为光纤外套管、银杏叶形状包层管和空气纤芯；其中，银杏叶形状包层管在设计上满足反谐振反射波导(ARROW)原理，具体由玻璃制成且厚度为t，绕制后整个银杏叶形状包层管呈现工整的银杏叶形状，具体由一个前弧段和两个后弧段组成，其中，前弧段与后弧段相对于空气纤芯均是负曲率，即朝空气纤芯外侧方向弯曲；多个银杏叶形状包层管以旋转对称方式固定在光纤外套管上。