一種高雙折射混合型光子晶體光纖的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖領域，具體是一種高雙折射混合型光子晶體光纖。
【背景技術】
[0002]近年來，由于光子晶體光纖(photonic crystal fibers，PCFs)可以通過靈活變動橫截面結構來實現(xiàn)很多傳統(tǒng)光纖不具備的特性，越來越多的科研工作者開始從事光子晶體光纖的研究。PCFs可實現(xiàn)無限單模傳輸、高雙折射、高非線性、超平坦色散、低限制損耗和大有效模場面積等特性。目前，PCFs被廣泛用于光通信、非線性光學及光纖傳感等領域。高雙折射的PCFs在制作保偏光纖及高性能激光器等方面具有重要的應用，然而傳統(tǒng)保偏光纖僅能獲得10 4數(shù)量級的雙折射，已無法滿足光通信高速發(fā)展的需求，因此探尋高雙折射的光纖成為PCFs領域的一個熱點。高雙折射光子晶體可由純石英材料制作，并可設計不同的結構改進光纖的性能，具有傳統(tǒng)高雙折射光纖無法比擬的優(yōu)越性。高雙折射光子晶體光纖的結構設計靈活，通過在包層中引入大小不一的空氣孔、改變纖芯或者包層空氣孔的形狀，都可以獲得性能優(yōu)越的高雙折射光子晶體光纖。
[0003]一般情況下，光子晶體光纖主要是由三角晶格構成的六重對稱結構，在理論上此類結構的PCFs的基模是簡并的，因此通過破壞包層或纖芯對稱性可以提高PCFs的雙折射，其數(shù)值達10 3數(shù)量級。為了進一步提高PCFs的雙折射，M.J.Steel (文獻SteelM J, Osgood R M.Elliptical-hole photonic crystal fibers [J].0pt.Lett.2001 26 (4): 229-231、文獻 Steel M J, Osgood R M.Polarizat1n and dispersiveproperties of elliptical hole photonic crystal fiber [J].J.Lightw.Tech.200119 (4):495-503)提出了橢圓空氣孔光子晶體光纖(Elliptical-hole photonic crystalfibers,EPCFs),使得雙折射達到了 10 2數(shù)量級，但是光纖的束光能力不強，限制損耗較大。為了克服這個缺點，有人提出了包層采用圓形孔，纖芯引入橢圓孔的混合結構，雖然這種結構的PCFs可以同時獲得高雙折射和低限制損耗，但是制備難度較高，無法輕易實現(xiàn)。
[0004]近年來，軟玻璃(亞碲酸鹽、硫族化物、氟化物)材料制作的PCF被人們廣泛地研究，因為這種PCF具有更高的等效折射率，超高的非線性系數(shù)，在中紅外波段具有很寬的透射帶等等。其中，硫族化物具有優(yōu)良的機械穩(wěn)定性和熱膨脹系數(shù)。雖然第一根硫族化物PCF誕生于2000年，但是卻無法導光。從那以后，如何獲得可接受的限制損耗便成為設計硫族化物PCF的一個無法避免的難題。堆積拉制法、鉆孔法、磨具鑄造法都被用來研制這種光線。13dB/m(文獻 Desevedavy, Frederic, Renversez, Gilles, Brilland,Laurent, ouizeot, Patrick, Troles, Johann, Coulombier, Quentin, Smektala,Frederic, Traynor, Nicholas, and Adam, Jean-Luc, “Small-core chalcogenidemicrostructured fibers for the infrared, ,y App1.0pt.2008 47(32)，6014-6021)、9dB/m(文獻 Desevedavy, Frederic, Renversez, Gilles, Troles, Johann, Bri I land,Laurent, Houizeot, Patrick, Coulombier, Quentin, Smekatala, Frederic, Traynor,Nicholas and Adam, Jean-Luc, “Te-As-Se glass microstructured optical fiberfor the middle infrared,” App1.0pt.2009 48(19)，3860-3865)、ldB/m(文南犬 Q.Coulombier, L.Bri I land, P.Houizot, T.N.N’ Guyue, T.Chart ier, G.Renversez, A.Montevi lie, J.Fatome, F.Smektala, T.Pain, H.0rain, J.C.Sangleboeuf, and J.Troles, “Fabricat1n of low losses chalcogenide photoniccrystal fiber molding process” Proc.SPIE 2010 7598, 759800)的硫族化物 PCF 都已被研制出來。此外，一些特殊設計的微結構光纖也被提出，如，Toupin等人(文獻P.Toupin, L.Brilland, G.Renversez, and J.Troles, “All-solid all-chalcogenidemicrostructured optical fiber,” Opt.Express 2013 21 (12)，14643 - 14648)制作全固體的硫族化物光纖，Tonglei Cheng等人(文獻T.L.Cheng, Y.Kanou, D.Deng,X.J.Xue, M.Mat sumo to, T.Misumi, T.Suzuki, and Y.0hishi, “Fabricat1n andcharacterizat1n of a hybrid four-hole AsSe2-As2S5 microstructured optical fiberwith a large refractive index difference,，，Opt.Express 2014 22(11)，13322 -13329)以As2S5為包層背景材料，AsSe 2為纖芯制作了固體纖芯的微結構光纖。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種高雙折射混合型光子晶體光纖，以解決現(xiàn)有技術光子晶體光纖雙折射低下的問題。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:
一種高雙折射混合型光子晶體光纖，包括有包層和設置在包層中心的纖芯，其特征在于:所述包層由包圍纖芯的背景材料和呈周期分布在背景材料中的多個空氣孔構成，每相鄰