本發(fā)明涉及一種單偏振反諧振光纖，具體涉及一種工作在太赫茲波段的非對稱包層結構單偏振反諧振光纖。

背景技術：

1、空芯反諧振光纖（hc-arfs）的出現(xiàn)為低損耗、低非線性、低色散、高損傷閾值光纖的設計提供了新的方法。空芯反諧振光纖是利用光纖包層的管狀玻璃薄膜間的相干反射，將光限制在空氣芯并沿軸線傳輸，可應用于高功率光傳輸、光通信、光纖陀螺儀、脈沖壓縮、光纖傳感等領域。在應用hc-arfs的過程中，為提高光信號的傳輸質量，需設計單偏振光纖有效控制光波的偏振態(tài)。

2、為獲得高性能的單偏振光纖，需要打破光纖折射率的對稱分布?，F(xiàn)有的單偏振光纖主要有兩種：第一種是在某一方向的包層管內涂覆或填充高折射率材料，增強該方向包層模與基模之間的耦合，使損耗增大，而另一個正交方向不受影響，從而提高偏振損耗比（plr）。第二種是設計非對稱的包層結構，在某一方向上構建滿足諧振條件的包層管結構，利用諧振增強此方向偏振模式的損耗，在另一個正交方向設計滿足反諧振條件的包層結構，從而約束該偏振方向的模式，降低傳輸損耗，據(jù)此設計的單偏振光纖，能有效避免兩個偏振方向基模引起的偏振串擾與偏振模色散。s.?yan等人設計了一種六個雙環(huán)無節(jié)點結構的單模單偏振光纖，在兩個正交方向上引入不同的壁厚，使其在1550nm處的plr達到17662，并實現(xiàn)了1545-1553?nm和1591-1596?nm兩個單偏振傳輸波段。s.?yan等人報道了一種雙環(huán)包層結構，在y軸方向的包層管內層涂覆一層高折射率硅材料，增強了y偏振基模與包層模的耦合，在1520?nm處plr達到14232。y.?gong等人設計了一種不對稱的五管嵌套雙c型結構，通過在x軸方向的包層管內表面覆蓋一層高折射率硅材料，打破了折射率的軸對稱分布，在1550?nm處的plr達到了162486，并具有150?nm的單偏振帶寬。然而，在太赫茲波段，光纖材料對太赫茲波的吸收較強，導致plr提升困難。i.m.?ankan等人提出了一種四管嵌套半橢圓結構，y軸方向采用單層半橢圓管，x軸方向采用雙層半橢圓管，在0.9thz處達到了約為4.8?db/m的損耗，plr僅為2.5。m.a.?mollah等人在同年提出了一種基于zeonex的四管嵌套結構，通過在x、y兩個正交方向設計不對稱的結構，在1.1thz時得到了0.34db/m的最低損耗，plr為13。2023年l.?xue?等人設計了一種四管嵌套半橢圓管的太赫茲空芯反諧振光纖，在x軸方向上采用諧振壁厚使x偏振基模耦合，y軸方向采用反諧振壁厚，將y偏振基模束縛，使plr在0.5thz下達到了156。q.?liu等人在2023年公開了一種基于反諧振空芯光纖的偏振濾波器，采用了雙連體管包層結構，在1thz時偏振消光比達到了100db，在1thz處y偏振基模的插入損耗小于0.66db。

3、上述可知，現(xiàn)有的太赫茲波段的單偏振反諧振光纖存在傳輸損耗偏高、偏振損耗比較低的問題，單偏振性能不夠突出。因此，設計一種低損耗、高偏振損耗比的高性能單偏振反諧振光纖具有重大的意義。

技術實現(xiàn)思路

1、為了進一步解決上述問題，本發(fā)明提供了一種工作在太赫茲波段的非對稱包層結構單偏振反諧振光纖。非對稱雙層嵌套半橢圓管結構的hc-arf，可以增大x偏振基模傳輸損耗，并能夠有效的降低y偏振基模傳輸損耗。該結構有效降低了傳輸損耗并增大偏振損耗比，實現(xiàn)良好的單偏振效果。

2、本發(fā)明采用的技術方案為：一種工作在太赫茲波段的非對稱包層結構單偏振反諧振光纖，單偏振反諧振光纖的包層內設有6個縱向雙層嵌套包層管和2個橫向雙層嵌套包層管，光纖包層的外部設有護管，護管的外部設有完美匹配層；2個橫向雙層嵌套包層管排布在x軸上，6個縱向雙層嵌套包層管由2個橫向雙層嵌套包層管分隔為等數(shù)量的兩組，且6個縱向雙層嵌套包層管和2個橫向雙層嵌套包層管圓周均布；縱向雙層嵌套包層管由第一內包層管和第一外包層管組成，橫向雙層嵌套包層管由第二內包層管和第二外包層管組成；單偏振反諧振光纖的內半徑 r=6.15?mm，其纖芯的直徑 d c=6.2?mm，護管的厚度 jt=0.3?mm，完美匹配層的厚度 t=0.5?mm；第一外包層管和第二外包層管均為半橢圓管，其長半軸 r a=3.05mm，橢圓率 u?= r b /r a=0.61?mm，其中第一外包層管的壁厚 t 1=0.035?mm；第一內包層管為半橢圓管，其長半軸 r e=2.3?mm，橢圓率 w?=? r f/ r e?=?0.4，管壁壁厚為0.035?mm；第二內包層管為半橢圓管，其長半軸 r c ?=1.1?mm，橢圓率 v?=? r d/ r c=?0.8，第二內包層管為等壁厚管，其壁厚 t 2?=?0.1?mm；第二外包層管為漸變壁厚管，其最大壁厚 t 2?=?0.1?mm，最小壁厚 t 0?=0.039?mm。

3、進一步地，第二內包層管和第二外包層管均為等壁厚管，其壁厚 t 2?=?0.1?mm。

4、進一步地，第二內包層管和第二外包層管均為漸變壁厚管，其最大壁厚 t 2?=?0.1mm，最小壁厚 t 0?=?0.039?mm。

5、進一步地，工作在太赫茲波段的非對稱包層結構單偏振反諧振光纖的基底材料為高阻硅。

6、進一步地，y軸方向內層和外層的半橢圓管用于將y偏振基模（fm）限制在纖芯區(qū)，防止y偏振fm進入包層管內部或包層管之間的間隙。x軸方向外包層管在增強x偏振基模損耗的同時抑制y偏振fm的損耗，內部嵌套的均勻壁厚半橢圓管用來增強x偏振基模與包層模的耦合效應，從而增加x偏振基模的傳輸損耗。

7、進一步地，太赫茲波段單偏振反諧振光纖工作于1thz，并且具有0.98-1.02thz的帶寬。

8、本發(fā)明的有益效果：提供了一種能夠實現(xiàn)超低傳輸損耗和超高偏振損耗比的太赫茲波段單偏振反諧振光纖。一種基于漸變壁厚和均勻壁厚混合的雙層嵌套包層管的hc-arf，采用有限元法分析了嵌套管壁厚、結構參數(shù)對光纖傳輸特性的影響。結果表明，非對稱雙層嵌套包層結構能降低光纖的限制損耗，并獲得超高的偏振損耗比。在1?thz時x偏振fm和y偏振fm的損耗分別為9.07?db/m和2.59?×?10-5?db/m，plr高達349318，并且在0.98-1.02thz范圍內plr均大于100，性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的反諧振光纖。為低損耗、高plr的太赫茲hc-arfs的設計和優(yōu)化提供了重要的技術指導。