[发明专利]一种太赫兹异型管空芯光纤

说明书

本申请公开了一种太赫兹异型管空芯光纤。该太赫兹异型管空芯光纤包括纤芯和包覆于纤芯外周的外包层，外包层包括以绕纤芯为中心呈环形排布并相连的椭圆弧段和圆弧段，椭圆弧段、圆弧段交替排布，椭圆弧段呈从其靠近纤芯一侧观察的凸状，圆弧段呈从其靠近纤芯一侧观察的凹状。本申请异型管空芯光纤具有体积小，低传输损耗，色散平坦的特点。

技术领域

本申请涉及光纤的技术领域，尤其涉及一种太赫兹异型管空芯光纤。

背景技术

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。

目前太赫兹空芯光纤传输损耗在1dB/m(1THz频点下)及以上，继续降低传输损耗需要对结构或者制造工艺进行优化，现阶段需要寻找更加简单低损的结构。

太赫兹介质管波导结构简单，并且具有传输损耗低，色散平坦的优点，兼容现有的挤出工艺，可利用多种对THz波段吸收损耗低的聚合物制造。研究人员对其损耗特性，模态特征以及相关光纤器件进行了初步的探索，但没有进一步降低其传输损耗以用于中长距离太赫兹系统的连接。

目前的太赫兹空芯光纤中，最有前景，应用最广的结构为单层谐振环加上外包层保护套的无节点结构，此结构在挤出工艺中加大了成型的难度，无法保证结构的完整性以及精确性；但单层异型管制造工艺可保持良好的结构尺寸精度以及耐用性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供太赫兹异型管空芯光纤，能够降低传输损耗，实现色散平坦。

本申请提供一种太赫兹异型管空芯光纤，包括纤芯和包覆于所述纤芯外周的外包层，所述外包层包括以绕纤芯为中心呈环形排布并相连的椭圆弧段和圆弧段，椭圆弧段、圆弧段交替排布，所述椭圆弧段呈从其靠近纤芯一侧观察的凸状，所述圆弧段呈从其靠近纤芯一侧观察的凹状。

可选地，所述纤芯向外分别为空气层、单层介质管和空气层。

可选地，所述椭圆弧段和圆弧段的厚度相等，满足ARROW理论中的反谐振条件，即

其中λ为设计的工作波长，n₁表示包层材料的折射率，n₀表示空气的折射率，m为共振级数，取正整数。

可选地，所述椭圆弧段、圆弧段连接处倒圆角半径为0.3-0.5mm。

可选地，所述椭圆弧段的数量为3-25个。

可选地，所述椭圆弧段的由长轴与短轴之比定义的曲率数值为1.4-2.7。

可选地，圆弧段满足其弧长l0.4r，其中l为正曲率圆弧内边界的弧长，r为纤芯区域内切圆半径。

可选地，所述椭圆弧段的长半轴为纤芯半径的0.45-0.96。

可选地，所述椭圆弧段的弧长占其所在椭圆几何形状的弧长的0.175-0.5。

可选地，所述外包层的导光材料为Zoenex COC、TOPAS COC、高聚乙烯HDPE、聚乙烯PE、铁氟龙Teflon、TPX、聚苯乙烯PS、抗冲聚苯乙烯HIPS、聚丙酸pp、聚氯乙烯PVC、聚四氟乙烯PTFE、高阻硅HRS、picarin、光固化树脂、工程塑料ABS或聚乳酸PLA。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的以下有益效果：

1、本申请结构简单，只有一层导光介质材料，纤芯区域周围不产生任何节点，大大简化了生产制造过程以及鲁棒性。

2、本申请异型管空芯光纤具有体积小，低传输损耗，色散平坦的特点。

附图说明