專(zhuān)利名稱(chēng)：色散平坦光子晶體光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(chǎng)面積較大的光子晶體光纖。
背景技術(shù)：
光子晶體光纖又稱(chēng)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(zhǎng)，在光纖的中心位置缺失一個(gè)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(lèi)光子晶體光纖是通過(guò)全內(nèi)反射的原理進(jìn)行導(dǎo)光的，光模場(chǎng)基本限定在中心缺陷位置。通過(guò)改變包層中空氣孔大小及孔間距大小，可以設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)色散平坦光子晶體光纖，需要調(diào)節(jié)兩個(gè)參數(shù)，因此有必要探討更為簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)方式。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是實(shí)現(xiàn)寬波段范圍內(nèi)色散平坦、模場(chǎng)面積較大的光子晶體光纖。
為此，本實(shí)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(gè)。
進(jìn)一步，構(gòu)成纖芯區(qū)域的空氣孔完全缺失。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)正、零及負(fù)的色散平坦型光纖，而且模場(chǎng)面積較大，光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)較小。
本實(shí)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(shí)較大的模場(chǎng)面積還適當(dāng)減小了傳輸過(guò)程中的非線(xiàn)性效應(yīng)。


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖2是本實(shí)用新型另一種橫截面示意圖具體實(shí)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(gè)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(gè)空氣孔1相連構(gòu)成一個(gè)正三角形。在端面中心區(qū)域呈雪花狀分布的十三個(gè)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(chǎng)形狀也呈雪花狀分布。另外，纖芯是由十三個(gè)較小空氣孔圍繞而成的區(qū)域，面積較大，限定的模場(chǎng)面積也相對(duì)較大，可降低光纖的非線(xiàn)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(gè)光纖端面)，纖芯區(qū)域13個(gè)空氣孔的直徑為d2＝0.4微米時(shí)，在1.4～1.7微米的300納米波長(zhǎng)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(shí)，在1.4～1.7微米的300納米波長(zhǎng)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(shí)，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(gè)空氣孔完全缺失即d2＝0微米時(shí)，色散參數(shù)從13.8～12.9皮秒/納米/公里。在本實(shí)施例中，當(dāng)空氣孔間距確定時(shí)，僅需改變呈雪花狀排列的纖芯區(qū)域的空氣孔大小，實(shí)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(gè)。
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(zhuān)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(gè)。本實(shí)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(shí)現(xiàn)正、零及負(fù)的色散平坦型光纖，而且模場(chǎng)面積較大，光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)較小。
文檔編號(hào)G02B1/04GK2769905SQ200420013539
公開(kāi)日2006年4月5日 申請(qǐng)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(lè)孜純, 全必勝 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)