[发明专利]一种全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤

摘要

一种全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤，它包括内、外层纤芯圆柱、包层圆柱和基底材料，其中基底材料为纯石英，内层纤芯圆柱为掺锗的纯石英棒，外层纤芯圆柱为一层按正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；包层圆柱为按正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；内层纤芯圆柱的折射率大于基底材料折射率，基底材料折射率大于外层纤芯圆柱折射率，外层纤芯圆柱折射率大于包层圆柱折射率；包层圆柱的直径相同，且大于外层纤芯圆柱直径，内层纤芯圆柱直径大于外层芯圆柱直径；所有圆柱的柱间距相等。本发明易制备、易与传统光纤耦合，能对高速密集波分复用光纤通信传输过程中的累积色散进行宽带色散补偿、为光纤通信系统提供有效传输介质。

主权项

1.一种全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤，其包括内、外层纤芯圆柱、包层圆柱以及基底材料，其特征在于：所述基底材料为纯石英，内层纤芯圆柱为掺锗的纯石英棒，外层纤芯圆柱为一层按照正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；包层圆柱为按照正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；内层纤芯圆柱的折射率大于基底材料折射率，基底材料折射率大于外层纤芯圆柱折射率，外层纤芯圆柱折射率大于包层圆柱折射率；所有包层圆柱的直径相同，并且大于外层纤芯圆柱直径，内层纤芯圆柱直径大于外层芯圆柱直径；所有圆柱的柱间距相等；/n所述光纤基底材料折射率为1.45；所述光纤内层芯圆柱的折射率范围为1.45～1.485；所述光纤外层芯圆柱的折射率范围为1.44～1.45；所述光纤包层圆柱的折射率范围为1.425～1.44；所述光纤内层芯圆柱直径范围为1.2～2.0μm；所述光纤外层芯圆柱直径范围为0.4～0.59μm；所述光纤包层圆柱直径范围为0.8～1.8μm；上述所有圆柱的柱间距均为1.8～2.4μm；/n内层纤芯和外层纤芯的圆柱折射率均大于包层圆柱的折射率，形成基于全内反射导光的微结构光纤，通过灵活设置内、外层纤芯圆柱的折射率和直径、包层圆柱的折射率和直径以及柱间距，可以灵活调节色散特性；/n当波长小于相位匹配波长时，基模在内层芯中传播，此时内层芯基模有效折射率大于外层芯高阶模有效折射率；当波长等于相位匹配波长时，内层芯基模和外层芯高阶模的有效折射率相等，从而内层芯基模和外层芯高阶模发生耦合，即内层芯基模转换到外层芯中传播，外层芯高阶模转换到内层芯中传播，当波长大于相位匹配波长时，内层芯基模能量逐渐向外层芯耦合，此时外层芯基模有效折射率大于内芯层高阶模有效折射率；/n由于光纤的色散随波长发生变化，为了适应宽带色散补偿的需要，必须考虑对色散和色散斜率同时进行补偿，为了同时考虑色散和色散斜率的因素；在相位匹配波长前，色散值具有负色散值以及负色散斜率，满足宽带色散补偿的需要，在1500nm～1600nm波长范围内，色散值在-220ps/nm·km～-163ps/nm·km内变化，所述光纤的卡帕值接近于标准单模光纤的卡帕值，且在1538nm和1578nm处光纤的卡帕值与标准单模光纤的卡帕值相等，具有良好的宽带色散补偿特性。/n