專利名稱：薄壁纖芯禁帶光波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種制造光子晶體預(yù)制棒的方法，此晶體預(yù)制棒有一種缺陷，它是用來拉制光子禁帶晶體光波導(dǎo)光纖的，本發(fā)明尤其涉及一種制造光子晶體預(yù)制棒缺陷的方法。
發(fā)明的技術(shù)背景利用內(nèi)部全反射原理傳導(dǎo)光的波導(dǎo)已經(jīng)商業(yè)應(yīng)用二十年了。雖然這樣設(shè)計(jì)的光波導(dǎo)促使通信領(lǐng)域前進(jìn)了一大步，但是其它類型光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)工作還一直在進(jìn)行。全內(nèi)反射機(jī)理特有的缺點(diǎn)是，它把光限制在一個(gè)較高的折射率區(qū)域，也就是光波導(dǎo)的纖芯。較高折射率纖芯一般是有較高的密度，由此它具有較高的非線性系數(shù)和由于瑞利散射導(dǎo)致的較高的損耗的特征。可以設(shè)計(jì)有相對較大有效面積的全內(nèi)反射波導(dǎo)來減輕有害的非線性效應(yīng)。不過對提供較大有效面積的設(shè)計(jì)，一般會(huì)增加纖芯折射率分布的復(fù)雜性。而且這種復(fù)雜性通常轉(zhuǎn)化為高成本。
最近，衍射被研究用作在材料內(nèi)部傳導(dǎo)光的方法。在一個(gè)光傳導(dǎo)建議中限制機(jī)制是衍射原理，其中的傳導(dǎo)光的材料也就是光波導(dǎo)的纖芯可以有相對低的折射率，因此也就有低的密度，實(shí)際上，利用一種氣體或者真空作為波導(dǎo)纖芯變成切實(shí)行了。
一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)非常適合于作為衍射型的光波導(dǎo)，它就是光子禁帶晶體。光子晶體本身是一種由部件構(gòu)成的規(guī)則晶格，部件的間距是在傳導(dǎo)光波長的數(shù)量級(jí)。光子晶體可以由有第一折射率的第一種材料構(gòu)成，在其中以規(guī)則晶格即陣列的形式嵌入有第二折射率的第二種材料。這是基本的光子晶體結(jié)構(gòu)。在此基本設(shè)計(jì)上的變型，可以包括用兩種以上的材料來構(gòu)成光子禁帶晶體，晶格結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的有用的變型的數(shù)目也是很大的。
基本光子晶體的結(jié)構(gòu)里，第二種材料可以簡單地形成于第一種材料中的微孔即空洞。這樣，空洞成了光子晶體里的第二種材料。由于材料間的折射率差異和空間排列以及嵌入的部件的間距(部件之間的中心到中心的距離)，光子晶體將不會(huì)傳輸某個(gè)特定波長帶里的任何一種波長的光。這就是所說的此種光子晶體的“禁帶”，它是這種用來限制光的光子晶體的特性。由于這種特性這種結(jié)構(gòu)被命名為光子禁帶晶體。
為了形成光波導(dǎo)(或者更加廣義的，一種傳導(dǎo)電磁能量的結(jié)構(gòu))，一個(gè)缺陷被形成在光子禁帶晶體里。缺陷是一種晶格結(jié)構(gòu)里的不連續(xù)結(jié)構(gòu)，它可以是晶格間距的改變，或者是一部分晶格被一種不同折射率材料替代的替代物，或者是去掉一部分光子禁帶晶體材料的產(chǎn)物?？梢赃x擇缺陷的形狀和尺寸，從而產(chǎn)生即支持光子晶體禁帶范圍內(nèi)具有相關(guān)波長的光的一種或多種模式的傳輸，缺陷的壁就是這樣由一種材料，光子禁帶晶體構(gòu)成，而光子晶體不傳輸缺陷產(chǎn)生的模式。
對照全反射光波導(dǎo)，缺陷作用相當(dāng)于波導(dǎo)纖芯，光子禁帶晶體作用相當(dāng)于包層。然而，此種波導(dǎo)的機(jī)制允許纖芯有非常低的折射率，這樣可以實(shí)現(xiàn)低損耗和小的非線性系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
因?yàn)楣庾咏麕Ьw波導(dǎo)的潛在優(yōu)勢，有必要確定一種制造高效低成本光子晶體波導(dǎo)的方法，并且要適合于制造操作。
一種這樣的方法包括這樣一個(gè)步驟，制作有一定數(shù)量縱向通道的預(yù)制棒，然后把通道蝕刻成需要的形狀，最后把預(yù)制棒拉制成光子禁帶晶體光纖。因此改善蝕刻效率和由蝕刻結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光波導(dǎo)的性能是一個(gè)要實(shí)現(xiàn)的主要過程，下面馬上要研究這個(gè)過程。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一個(gè)方面講的是一種利用組裝一定數(shù)量的第一和第二兩種管子制造光子晶體波導(dǎo)光纖預(yù)制棒的方法。光子晶體的第一部分是由一定數(shù)量的第一種管子構(gòu)成，這種管子的壁厚沿著管子的圓周變化，這里的圓周位于垂直于管子長度的平面上?？梢赃@樣理解沿著管子的長度管子的壁厚是不變的。在組裝光子晶體第一部分的管子時(shí)，管子壁厚小的部分相互緊挨著。光子晶體的第二部分，也就是其余的部分，是由一定數(shù)量的第二種管子組裝而成，這種管子具有基本不變的壁厚。把第二種管子構(gòu)筑成包圍著第一種管子。光子晶體就是這樣裝配的，然后進(jìn)行蝕刻，直到光子晶體中壁厚薄的部分被腐蝕掉為止。由于第一種管子是鄰接著安排的，腐蝕掉緊挨著薄壁的諸部分，將會(huì)在光子晶體中形成一個(gè)缺陷效應(yīng)，一定數(shù)量第一種管子被排列成導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生，也就是支持即傳輸具有在光子晶體禁帶范圍內(nèi)有關(guān)波長的光模式。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的一種實(shí)施例中，一定數(shù)量的第一種管子按照一定位置排列，使緊挨的薄壁彼此間處于一種相對位置。從而使最鄰近的緊挨點(diǎn)若用一條線連接，這條線將是連續(xù)的并且是封閉的。在腐蝕過程，所有位于這條連續(xù)封閉線內(nèi)的管子都將被從光子晶體內(nèi)蝕刻掉。較適宜的，第一種一定數(shù)量的管子可被配置成使連接鄰近(最近鄰)薄壁緊挨點(diǎn)的線構(gòu)成一種對稱的幾何形狀，比如圓形或者多邊形。
在另外一種實(shí)施例，第一種一定數(shù)量的管子中的每一個(gè)組成部分或者特定選擇的組成部分有偏移中心的孔。也就是，如果認(rèn)為外管壁和內(nèi)管壁都有各自的幾何形狀，有各自的中心點(diǎn)，則這兩個(gè)中心點(diǎn)在空間上彼此分離。有關(guān)的內(nèi)壁和外壁的形狀可以從圓或多邊形中選擇。一種較佳的選擇是六邊形作為外壁的邊界，圓形作為內(nèi)壁的邊界。六邊形作為外壁邊界可以保證管子的密堆積堆垛，也就是說，一個(gè)基本沒有空氣隙的堆垛。圓形作為內(nèi)管壁的邊界是因?yàn)橹圃炱饋肀榷噙呅蜗鄬^簡單，當(dāng)描述一種擠壓成形法制管時(shí)這個(gè)特性就不太適用了。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的另外一個(gè)實(shí)施例中，第一種管子的化學(xué)成分與第二種管子的化學(xué)成分不同。兩種管子的第一和第二化學(xué)成分有不同的蝕刻速率，第一種化學(xué)成分的蝕刻速率大于第二種化學(xué)成分的蝕刻速率。也就是說，除去第一種成分的材料要比除去第二種成分的材料快。在這種情況下，將會(huì)用較短蝕刻時(shí)間來形成光子晶體的缺陷。
本發(fā)明的第二方面是一種制造光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖的方法。根據(jù)本發(fā)明第二方面方法的開始的幾個(gè)步驟就是與上文所述的根據(jù)本發(fā)明的第一方面制造光子晶體預(yù)制棒的一樣。為制造光子晶體波導(dǎo)光纖增加的步驟是減少預(yù)制棒的橫截面積，直到達(dá)到光子晶體波導(dǎo)光纖所要求的直徑。減少預(yù)制棒的直徑可以利用任何一種在本領(lǐng)域大家熟知的技術(shù)，比如，加熱并拉預(yù)制棒。作為一種可替換的方法，也可以加熱預(yù)制棒并強(qiáng)迫使之通過一系列縮小的模具。一些縮小模具的組合使用并拉伸可以用來獲得光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖所要求的直徑。這些技術(shù)在很多專利和出版物里有詳細(xì)的說明，這里將不進(jìn)行進(jìn)一步的討論。
在本發(fā)明這一方面的一種實(shí)施例中，光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖有一個(gè)關(guān)于中心點(diǎn)對稱的缺陷。波導(dǎo)光纖桿里缺陷的對稱性，在很大程度上來自于通過組裝和蝕刻過程獲得的預(yù)制棒缺陷的對稱性。缺陷的對稱性可以理解為有一個(gè)基本沒有尖銳的向內(nèi)突起物的內(nèi)壁邊界，它是為了減少光的散射，并且使光子禁帶晶體缺陷內(nèi)的模式功率分布更加規(guī)則提供保證。由于這個(gè)實(shí)施例中的缺陷是空洞，因此這個(gè)缺陷有低的非線性系數(shù)。如本領(lǐng)域大家所熟知的，光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖的缺陷作用相當(dāng)于纖芯，類比于基于全內(nèi)反射原理的波導(dǎo)光纖。類似地，包圍缺陷的光子禁帶晶體作用為限制光的模式，因此它相當(dāng)于全內(nèi)反射波導(dǎo)光纖的包層。缺陷支持的模式有在光子晶體禁帶范圍內(nèi)的相應(yīng)波長λ。
一種光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖的實(shí)施例展示了具有規(guī)則形狀的邊界。比較一對相對點(diǎn)對之間的距離可以用來測量缺陷邊界的規(guī)則度。相對點(diǎn)是邊界上相對的點(diǎn)即從一點(diǎn)到另外一點(diǎn)的移動(dòng)中所掃過的角度是180度。在這個(gè)實(shí)施例中，一對相對點(diǎn)之間最短和最長距離之差大約等于所支持模式的波長λ。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是一種制造光子晶體波導(dǎo)光纖預(yù)制棒的方法，它包括制造有一定數(shù)量的相互間由壁隔開的通路的光子晶體的步驟，通路延伸貫穿整個(gè)光子晶體?？梢晕g刻壁擴(kuò)大通路。一定量通路的一組通路組成了相互鄰近的一組，并且有第一種化學(xué)成分，有第一蝕刻速度。第二組通路，實(shí)際上是剩下的部分，它圍繞著第一組，并有第二蝕刻速度的第二種化學(xué)成分。第一蝕刻速度大于第二蝕刻速度，因此在蝕刻過程中將會(huì)從第一組通路蝕刻掉更多的材料。因此蝕刻過程在光子禁帶晶體中形成一個(gè)缺陷，可以配置缺陷使之支持所要求的光模式(電-磁模式)。
第三方面的一種實(shí)施例中，第一第二兩組通路是由組裝具有第一、第二各自的兩種化學(xué)成分的管子形成。
第三方面的另外一種實(shí)施例中，光子晶體是壓擠成形的。壓擠出有第一化學(xué)成分的第一體積和有第二化學(xué)成分的第二體積的物體的方法在本領(lǐng)域是為大家所熟知的。比如，讓一根中心為第一種材料外圍為第二種材料的棒強(qiáng)迫通過一個(gè)模具來制造根據(jù)本發(fā)明第三方面實(shí)施例的光子禁帶晶體。
本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)勢將會(huì)在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。其中的一部分對本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員通過這里的描述之后將會(huì)是顯而易見的，或者通過按照這里的描述，包括下面的詳細(xì)描述，權(quán)利要求書以及附圖實(shí)現(xiàn)本發(fā)明從而認(rèn)識(shí)到。
不過要清楚前面的概括描述和后面的詳細(xì)描述都只是本發(fā)明的一種表述，并且都是為了提供一個(gè)總的看法或者框架，從而有助于理解對其提出權(quán)利要求的本發(fā)明的本質(zhì)和特點(diǎn)。附圖也是為了更好的理解本發(fā)明，附圖被加進(jìn)來并組成了本說明書的一部分，附圖描述了本發(fā)明的不同實(shí)施例，它和文字說明一起闡述了本發(fā)明的原理和具體操作。
附圖的概述
圖1描述的是根據(jù)本發(fā)明的在腐蝕過程前的管子的裝配圖。
圖2描述的是用于組裝光子晶體預(yù)制棒的對稱管子。
圖3描述的是用于組裝光子晶體預(yù)制棒的非對稱管子。
圖4描述的是用對稱管子組裝的光子晶體或者壓擠成形的光子晶體經(jīng)過腐蝕過程后的情形。
圖5描述的是用由對稱管子圍繞著的非對稱管子組裝的光子晶體或者壓擠成形的光子晶體經(jīng)過腐蝕過程后的情形。
發(fā)明的詳細(xì)描述現(xiàn)在將要詳細(xì)描述本發(fā)明的一些較佳實(shí)施例，其中的一個(gè)例子在附圖中被描述。在任何可能的地方，在整個(gè)附圖中，相同的標(biāo)識(shí)號(hào)碼用來指代相同的或相似的部分。圖1顯示的是光子禁帶晶體波導(dǎo)預(yù)制棒的一種典型實(shí)施例，管子12和14有六邊形的外部表面和圓形的內(nèi)部表面10。管子12和14以六邊形密堆積結(jié)構(gòu)組裝，也就是說在兩個(gè)緊挨的管壁之間在實(shí)質(zhì)上沒有空隙。在組裝體內(nèi)部的管子14的結(jié)構(gòu)不是對稱的，即由內(nèi)表面10確定的圓的中心與由六邊形外表面8確定的六邊形的中心不重合，兩個(gè)中心之間有偏差。管子12(僅畫出了六個(gè)管子)描繪的是包圍管子14的一定數(shù)量的管子，它們的結(jié)構(gòu)是對稱的，即由表面10確定的圓的中心和表面8確定的六邊形的中心實(shí)質(zhì)上是重合的。
由于管子14的不對稱性，每個(gè)管子14形成三個(gè)薄壁部分4，4’，4”，放置時(shí)中間的薄壁4對著光子晶體的中心區(qū)域16，最近鄰管子14的薄壁4’相互緊挨著，最近鄰管子14的薄壁4”也一樣相互緊挨著。在腐蝕過程中，所有管子14的薄壁4將首先被腐蝕掉，接著腐蝕的是所有管子14的薄壁4，和4”。在這個(gè)實(shí)施例中，所有管子12和14的壁都是由同樣的基本均勻的材料組成，因此所有壁的腐蝕速率都是一樣的。一些絕緣材料可以作為制作管壁的材料，一種二氧化硅基玻璃是管壁材料的很好選擇。這些管壁的去除用來在光子禁帶晶體中形成缺陷，它最終支持由光子晶體預(yù)制棒制成的光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖里需要的光模式。
在形成光子晶體預(yù)制棒的過程中，在根據(jù)本發(fā)明之方法的這個(gè)實(shí)施例里，除了形成光子晶體的缺陷外腐蝕步驟還有兩個(gè)目的。對對稱管子12進(jìn)行腐蝕增大圓表面10，從而增加光子晶體中空洞所占的體積的份額，也就是空洞的份額。增加空洞的份額可為光子禁帶晶體波導(dǎo)的性能帶來有利的變化。比如，隨著增加空洞的份額，限制在缺陷里的模式的功率份額就會(huì)增加?？梢赃@樣理解用來描述光子晶體的空洞，它指的是通孔，它可以是真空的或者是充滿空氣的。
在組裝圖1所示的光子晶體時(shí)，中心區(qū)16可以是預(yù)留一個(gè)管子形成的結(jié)果，另一種做法是，薄壁管子2可以作為位于中心區(qū)16的一個(gè)空間部件，組裝完形成預(yù)制棒的一定數(shù)量的管子后，可以把管子2抽掉，或者也可以讓其留著，在腐蝕步驟中讓其腐蝕掉。另外可供選擇的固定設(shè)備和夾具可以用來形成一定數(shù)量管子12和14的中心區(qū)16。
描述對稱管子12的兩個(gè)實(shí)施例如圖2所示。在第一種實(shí)施例里，內(nèi)表面10確定了圓形邊界的中心點(diǎn)6。外表面8確定有中心點(diǎn)6的六邊形，內(nèi)表面邊界10確定的圓形和外表面8確定的六邊形各自的中心點(diǎn)6是重合的，從而形成了對稱管子12。在第二種實(shí)施里，內(nèi)表面邊界10還是圓形的圓周，外表面邊界18確定了一個(gè)更大的圓形。具有邊界10的圓和具有邊界18的圓的各自的中心6是重合的，從而構(gòu)成了對稱的管子12，.
描述非對稱管子14的兩個(gè)實(shí)施例如圖3所示。在第一種實(shí)施例中，內(nèi)邊界20有橢圓的形狀，橢圓的主軸22垂直于位移方向24，外邊界確定了六邊形8。橢圓的幾何中心26偏離了六邊形的中心16。主軸22被對準(zhǔn)平行于由外邊界8確定六邊形的一條邊，如此中心26與中心6之間的偏離導(dǎo)致形成了三個(gè)薄壁部分4，4’，4”。
在第二種實(shí)施例中，內(nèi)邊界20還是確定一個(gè)橢圓形，而外邊界18是具有中心6的圓形。邊界18之圓形的中心6相對于橢圓的中心26偏離。在這第二種實(shí)施例中，由于外圓周的圓對稱性，所以不需要說明偏離的方向。任然，可以這樣理解在組裝第二種實(shí)施例所說的管子時(shí)，一個(gè)管子14的薄壁部分的中心應(yīng)該和與本管相對應(yīng)的管子14實(shí)質(zhì)上在直徑上相對。這種配置可以使在腐蝕步驟腐蝕掉光子晶體中所要腐蝕的部分提供保證。
從圖4和圖5的對比可以看出在光子晶體的中心區(qū)域用非對稱的管子的優(yōu)勢。圖4和5描述的是光子晶體的缺陷16和幾個(gè)圍繞著缺陷16的對稱管子12在一起的情形。圖4描述的是經(jīng)過腐蝕處理過的光子晶體預(yù)制棒，這里的預(yù)制棒全是用對稱管子組裝的。大的突出物30突入到缺陷16里，形成了一個(gè)不規(guī)則的表面這可能會(huì)引起在缺陷里傳輸光的散射。在拉制過程中，預(yù)制棒被加熱使管壁的材料軟化然后利用在本領(lǐng)域大家所熟知的設(shè)備和方法拉制。管壁的材料較適合用一種二氧化硅基玻璃，雖然也可以用其它的玻璃或者結(jié)晶體絕緣材料。軟化后管壁材料的表面張力將會(huì)使突起物變薄并從缺陷16的中心向后退。并且由于表面張力弧形的空洞32將會(huì)被部分地填充。但是由于所說的突起物30和空洞32是很明顯的，所以拉制好的光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖的缺陷表面將任然是很不規(guī)則的。
相反，圖5所示的根據(jù)本發(fā)明的光子晶體預(yù)制棒在組裝時(shí)，在光子晶體的中心區(qū)域用非對稱管子14。經(jīng)過腐蝕過程后，鄰接的薄壁被腐蝕掉剩下小的突起物34和鋸齒狀缺口36。在拉絲過程中小的突起34將基本上消失，被表面張力拉回到管壁材料中。同時(shí)外圍六邊形內(nèi)部尖角突起部分38以及外圍六邊形外部突起物36在拉絲過程將變得光滑，這些，最終導(dǎo)致制造的光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖有著光滑并近乎圓形的缺陷表面。與圖4所示的缺陷相比較，由控制圖5中已腐蝕的預(yù)制棒引起的光滑、近乎圓形的缺陷表面使得光的散射量大幅度的減少。
圖5描述的缺陷16也可以由對稱的管子獲得，比如其形狀與管子12近似，但是是用一種較之管子12材料有較高腐蝕速率的材料構(gòu)成。
另外一種獲得根據(jù)本發(fā)明如圖5描述的預(yù)制棒的方法是，在缺陷區(qū)域16用一種材料擠壓形成預(yù)制棒，這種材料較之形成包圍缺陷部分的光子晶體部分有較高的腐蝕速率。
可以這樣理解，可以用其它管子的結(jié)構(gòu)或組分的組合在光子晶體中產(chǎn)生一個(gè)適宜被腐蝕掉的區(qū)域。譬如，組成缺陷區(qū)域16的管子可以簡單地是具有任意內(nèi)、外表面幾何形狀的薄壁管。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種變型和改進(jìn)對本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將會(huì)是很容易的，但是這些變型將不會(huì)離開本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范疇。這樣，從這種意義上說本發(fā)明包括附帶權(quán)利要求書提供的范疇內(nèi)的本發(fā)明的各種變型和改進(jìn)以及它們的等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.一種制造光子晶體光波導(dǎo)光纖預(yù)制棒的方法，其特征在于，包括以下步驟a)把一定數(shù)量的第一種管子裝配成一捆束形成光子晶體的第一部分，上述的這一組管子管壁的厚度沿著管子的圓周變化，形成了這組管子的薄壁和厚壁部分，其中，所述的第一種一定量的管子被裝配成所述捆束，使相鄰管子的薄壁部分相互緊挨著。b)圍著上面所述的捆束裝配一定數(shù)量的第二種管子形成光子晶體的第二部分，每一個(gè)第二種管子有基本相同的壁厚；c)腐蝕所述的一定數(shù)量的第一第二兩種管子，腐蝕掉相互緊挨的薄壁部分從而形成光子晶體中的缺陷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的一定數(shù)量的第一第二兩種管子的每根管子有一個(gè)長軸，并且在通過所述光子晶體的一個(gè)垂直于管子長軸的橫截面面上，連接相鄰管子的薄壁部分相互緊挨點(diǎn)的一條線是連續(xù)的并且由它本身封閉。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的連接各點(diǎn)的線構(gòu)成了實(shí)質(zhì)上對稱的幾何形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的規(guī)則幾何形狀是從由圓和多邊形構(gòu)成的一個(gè)組中選出。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的一定量的第一種管子的管子組中每根管子的特點(diǎn)在于，外壁邊界的中心和內(nèi)壁邊界的中心不重合。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，有關(guān)的外表面邊界和內(nèi)表面邊界的形狀是從圓和多邊形構(gòu)成的一個(gè)組中選出。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，外表面邊界是六邊形，內(nèi)表面邊界是圓形。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一種管子具有第一種成分，具有第一種腐蝕速率，所述的第二種管子具有第二種成分，具有第二種腐蝕速率，第一種腐蝕速率大于第二種腐蝕速率。
9.一種制造光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖的方法，其特征在于，包括以下步驟a)把一定數(shù)量的第一種管子裝配成一捆束形成光子晶體的第一部分，上述的這一組管子管壁的厚度沿著管子的圓周變化，形成了這組管子的薄壁和厚壁部分，其中，所述的第一種一定量的管子被裝配成所述的捆束，使相鄰管子的薄壁部分相互緊挨著。b)圍著上面所述的捆束裝配一定數(shù)量的第二種管子形成光子晶體的第二部分，每一個(gè)第二種管子有基本相同的壁厚；c)腐蝕所述的一定數(shù)量的第一第二兩種管子，腐蝕掉相互緊挨的薄壁部分從而形成光子晶體中的缺陷。所述的一定數(shù)量的第一第二兩種管子都有一個(gè)長軸，并且，所述的光子晶體有垂直此長軸的橫截面；以及d)經(jīng)過步驟c)之后，減小所述光子晶體的橫截面面積，其中，該橫截面垂直于第一、第二兩種管子的長軸，直到形成波導(dǎo)光纖，
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，經(jīng)過步驟d)之后，光子晶體中的缺陷的邊界關(guān)于中心點(diǎn)是對稱的。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在缺陷里傳輸?shù)牟ㄩL為λ的光，且缺陷邊界上兩相對點(diǎn)之間的最短距離與缺陷邊界上兩相對點(diǎn)之間的最長距離之間的差大約等于λ。
12.一種制造光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖的方法，其特征在于，包括以下步驟a)形成一種光子晶體，它有一定數(shù)量的通路，彼此被壁分離，通路從所述光子晶體的一端一直延伸到另一端；b)蝕刻所述的壁從其中去除掉材料；其中，一定量的通路被劃分成第一和第二兩組，所述的每一組都有壁，所述的第一組都是鄰近的并被第二組包圍，并且擁有表征出第一種蝕刻速率特征的第一種壁，所述的第二組，有表征出第二種蝕刻速率特征的第二種壁，其中的第一種蝕刻速率大于第二種蝕刻速率。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的有關(guān)第一和第二兩組的通路具有的壁構(gòu)成各自的第一、第二兩種管子。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述的光子晶體是一種被擠壓形成的物體。
全文摘要
本發(fā)明報(bào)道了一種制造光子晶體預(yù)制棒的方法。這種預(yù)制棒可以改善拉制出的光子晶體禁帶波導(dǎo)光纖的性能。這種光子晶體預(yù)制棒的缺陷是由有特定形狀或者組成成分的材料構(gòu)成，這樣就可以用蝕刻的方法擇優(yōu)除去缺陷壁，從而制造具有光滑缺陷壁的光子禁帶晶體波導(dǎo)光纖。
文檔編號(hào)B29D11/00GK1513121SQ02811132
公開日2004年7月14日 申請日期2002年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月17日
發(fā)明者M·T·加拉赫, M T 加拉赫 申請人:康寧股份有限公司