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      色散平坦光子晶體光纖的制作方法

      文檔序號:2787642閱讀:440來源:國知局
      專利名稱:色散平坦光子晶體光纖的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型涉及一種光子晶體光纖,特別是一種寬波段范圍內(nèi)色散平坦、模場面積較大的光子晶體光纖。
      背景技術(shù)
      光子晶體光纖又稱為多孔光纖或微結(jié)構(gòu)光纖。在光纖端面上,規(guī)則排列的許多空氣小孔在背景材料中沿軸向伸長,在光纖的中心位置缺失一個空氣小孔,形成導(dǎo)光的纖芯,而外圍空氣孔在背景材料中的均勻排列形成包層。纖芯折射率大于包層,這類光子晶體光纖是通過全內(nèi)反射的原理進(jìn)行導(dǎo)光的,光模場基本限定在中心缺陷位置。通過改變包層中空氣孔大小及孔間距大小,可以設(shè)計靈活多樣的色散特性,其中色散平坦光子晶體光纖在波分復(fù)用系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛。采用雙包層技術(shù),即適當(dāng)減小緊鄰纖芯的包層中的一圈或數(shù)圈空氣孔大小可以實現(xiàn)較寬波段范圍內(nèi)的色散平坦,但內(nèi)外包層中的空氣孔大小共同影響色散特性,要設(shè)計色散平坦光子晶體光纖,需要調(diào)節(jié)兩個參數(shù),因此有必要探討更為簡便的設(shè)計方式。

      發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是實現(xiàn)寬波段范圍內(nèi)色散平坦、模場面積較大的光子晶體光纖。
      為此,本實用新型采取以下技術(shù)方案一種光子晶體光纖,包括纖芯和包層,在光纖的背景材料上設(shè)有呈正三角形結(jié)構(gòu)均布排列的空氣孔,其特征在于構(gòu)成纖芯的空氣孔圍繞在背景材料中呈雪花狀排布,構(gòu)成纖芯區(qū)域的空氣孔直徑比構(gòu)成包層區(qū)域的空氣孔直徑小,纖芯區(qū)域的空氣孔占空比小于包層區(qū)域的占空比。
      進(jìn)一步,構(gòu)成纖芯的空氣孔為十三個。
      進(jìn)一步,構(gòu)成纖芯區(qū)域的空氣孔完全缺失。
      本實用新型的優(yōu)點是在空氣孔間距確定的條件下,只需改變纖芯區(qū)域的空氣孔大小,就可在很寬波段范圍內(nèi)實現(xiàn)正、零及負(fù)的色散平坦型光纖,而且模場面積較大,光纖的非線性效應(yīng)較小。
      本實用新型提供的光纖可應(yīng)用于波分復(fù)用的傳輸系統(tǒng),使各信道之間的色散參數(shù)基本相同,同時較大的模場面積還適當(dāng)減小了傳輸過程中的非線性效應(yīng)。


      圖1是本實用新型一個實施例的橫截面示意圖;圖2是本實用新型另一種橫截面示意圖具體實施方式
      參照附圖1,一種光子晶體光纖,包括纖芯和包層,選擇石英為背景材料2,在光纖整個端面上,采用本技術(shù)領(lǐng)域公認(rèn)的一種周期性排列,即如圖1所示,每相鄰的三個空氣孔1相連構(gòu)成一個正三角形。在端面中心區(qū)域呈雪花狀分布的十三個空氣孔小于其他空氣孔,因而該區(qū)域有較小的空氣孔占空比和較大的折射率,構(gòu)成纖芯,是光纖的導(dǎo)光區(qū)域,受纖芯形狀的影響,如圖2所示模場形狀也呈雪花狀分布。另外,纖芯是由十三個較小空氣孔圍繞而成的區(qū)域,面積較大,限定的模場面積也相對較大,可降低光纖的非線性效應(yīng)。外圍區(qū)域由較大的空氣孔在背景材料中的均布排列構(gòu)成,因空氣孔占空比大于纖芯區(qū)域,折射率略小于纖芯區(qū)域,形成包層。
      圖2示出纖芯區(qū)域空氣孔完全缺失的截面結(jié)構(gòu)圖。
      當(dāng)空氣孔間距Λ=2.3微米(整個光纖端面),纖芯區(qū)域13個空氣孔的直徑為d2=0.4微米時,在1.4~1.7微米的300納米波長范圍內(nèi),色散參數(shù)從-9.4~-11皮秒/納米/公里;空氣孔間距不變,纖芯區(qū)域空氣孔直徑改變?yōu)閐2=0.29微米時,在1.4~1.7微米的300納米波長范圍內(nèi),色散參數(shù)從-0.65~-0.15皮秒/納米/公里;d2=0.28微米時,如圖5所示,色散參數(shù)從0.2~0.7皮秒/納米/公里;如果纖芯區(qū)域的十三個空氣孔完全缺失即d2=0微米時,色散參數(shù)從13.8~12.9皮秒/納米/公里。在本實施例中,當(dāng)空氣孔間距確定時,僅需改變呈雪花狀排列的纖芯區(qū)域的空氣孔大小,實現(xiàn)了平坦的負(fù)色散、平坦的近零小負(fù)色散、平坦的近零小正色散和平坦的正色散。
      權(quán)利要求1.一種色散平坦光子晶體光纖,包括纖芯和包層,在光纖的背景材料上設(shè)有呈正三角形結(jié)構(gòu)均布排列的空氣孔,其特征在于構(gòu)成纖芯的空氣孔圍繞在背景材料中呈雪花狀排布,構(gòu)成纖芯區(qū)域的空氣孔直徑比構(gòu)成包層區(qū)域的空氣孔直徑小,纖芯區(qū)域的空氣孔占空比小于包層區(qū)域的占空比。
      2.如權(quán)利要求1所述的色散平坦光子晶體光纖,其特征在于構(gòu)成纖芯的空氣孔為十三個。
      3.如權(quán)利要求1所述的色散平坦光子晶體光纖,其特征在于構(gòu)成纖芯區(qū)域的空氣孔完全缺失。
      4.如權(quán)利要求1-3之一所述的色散平坦光子晶體光纖,其特征在于光纖背景材料為硅玻璃材料。
      5.如權(quán)利要求1-3之一所述的色散平坦光子晶體光纖,其特征在于光纖背景材料為聚合物材料。
      專利摘要一種色散平坦光子晶體光纖,包括纖芯和包層,在光纖的背景材料上設(shè)有呈正三角形結(jié)構(gòu)均布排列的空氣孔,其特征在于構(gòu)成纖芯的空氣孔圍繞在背景材料中呈雪花狀排布,構(gòu)成纖芯區(qū)域的空氣孔直徑比構(gòu)成包層區(qū)域的空氣孔直徑小,纖芯區(qū)域的空氣孔占空比小于包層區(qū)域的占空比。構(gòu)成纖芯的空氣孔為十三個。本實用新型在空氣孔間距確定的條件下,只需改變纖芯區(qū)域的空氣孔大小,就可在很寬波段范圍內(nèi)實現(xiàn)正、零及負(fù)的色散平坦型光纖,而且模場面積較大,光纖的非線性效應(yīng)較小。
      文檔編號G02B1/04GK2769905SQ200420013539
      公開日2006年4月5日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
      發(fā)明者郭淑琴, 安文生, 樂孜純, 全必勝 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)
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