[发明专利]一种用于传输轨道角动量的超模微结构光纤

摘要

本发明公开了一种用于传输轨道角动量的超模微结构光纤，包括：中央空气孔、基底材料、环形阵列纤芯区和包层区，中央空气孔的圆心位于光纤中央，环形阵列纤芯区包括光纤基底和多个沿着中央空气孔均匀排列的掺杂石英柱，所述包层区位于环形阵列纤芯区的外侧并与中央空气孔共圆心，所述包层区是由第一包层、第二包层、第三包层和第四包层构成的环形微结构包层，其中，第一包层、第二包层、第三包层和第四包层分别由42、48、54、60个环形均匀排列的的圆形空气孔构成。本发明光纤的工作波长范围为1.0‑1.8um，在工作波长范围内可支持60个轨道角动量模式，各模式限制损耗低，色散小，有效模式面积大。

主权项

1.一种用于传输轨道角动量的超模微结构光纤，其特征在于，包括：中央空气孔、环形阵列纤芯区和包层区，其中，所述中央空气孔的圆心位于光纤中央，其半径为R₀，所述环形阵列纤芯区包括光纤基底和20个沿着中央空气孔均匀排列的掺杂石英柱，所述光纤基底材料为纯石英玻璃，所述光纤基底的折射率为n₀，掺杂石英柱的折射率为n₁，各掺杂石英柱半径为r₀，相邻的掺杂石英柱圆心之间间距为Λ₀，掺杂石英柱的圆心与中央空气孔的圆心的间距为R₁，所述包层区位于环形阵列纤芯区的外侧并与中央空气孔共圆心，所述包层区是由第一包层、第二包层、第三包层和第四包层构成的环形微结构包层，其中，第一包层、第二包层、第三包层和第四包层分别由42、48、54、60个环形均匀排列的的圆形空气孔构成，每个包层的空气孔的半径为r₁，每一包层的相邻空气孔间距为Λ₁，第一包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离为R₂，第二包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离为R₃，第三包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离为R₄，第四包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离为R₅，其中第一包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离R₂的范围为27.8‑28.2um，第二包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离R₃的范围为31.8‑32.2um，第三包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离R₄的范围为35.8‑36.2um，第四包层的圆形空气孔的圆心与光纤圆心距离R₅的范围为39.8‑40.2um，相邻空气孔间距Λ₁的范围为4.15‑4.21um。