CN101013180A - 一种光子晶体光纤 - Google Patents
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Abstract
一种光子晶体光纤，光纤的横断面包括纤芯和包层，包层为包围纤芯的均匀分布着相同结构空气孔的***区域，所述的空气孔在光纤背景材料中呈周期性排列，每相邻的三个空气孔构成一个正三角形，所述纤芯由位于中心部位的椭圆形空气孔及与其相内切的圆形实心材料共同构成，所述椭圆形空气孔的椭圆短轴与圆形实心材料的圆直径相等，所述纤芯中圆形实心材料的折射率不小于光纤背景材料的折射率。本发明改进光子晶体光纤的纤芯结构，椭圆形空气孔及与其相内切的圆形实心材料共同形成的特殊结构纤芯导致光子晶体光纤具有非常强的双折射效应。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种具有强双折射效应的光子晶体光纤。
(二)背景技术
光纤的双折射效应强弱可用两个正交方向上的折射率差表示，δn＝|nX-nY|，其中nX和nY分别是两个正交方向上的模式有效折射率。通过将纤芯设置成椭圆结构，可形成B～10-6的弱双折射效应，通过在纤芯的对称两侧***硼硅玻璃材料引起应力双折射可形成B～10-4的双折射光纤。双折射光纤可用作保偏光纤或制成偏振器件，在信息传输或光学技术中具有广阔的应用前景。
光子晶体光纤又称为多孔光纤或微结构光纤。在光纤端面上，规则排列的许多空气孔在背景材料中沿轴向伸长，在光纤的中心位置缺失一个空气小孔，代之以实心的背景材料，或者***折射率高于背景材料的其它材料形成导光的纤芯，而***空气孔在背景材料中的均匀排列形成包层，光模场基本限定在中心位置高折射率区域，这类光纤是通过全内反射原理导光的。光纤端面结构具有灵活可控的排布特性，在纤芯附近设计不对称的空气孔排布图样，使光场模式在两个正交方向具有不同的折射率，从而形成双折射光子晶体光纤。
(三)发明内容
本发明为了解决目前在普通光纤中实现强双折射效应较难、在光子晶体光纤中实现双折射效应还不够强的问题，提供了一种结构简便、容易制作的可实现强双折射效应的光子晶体光纤设计方案。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种光子晶体光纤，光纤的横断面包括纤芯和包层，包层为包围纤芯的均匀分布着相同结构空气孔的***区域，所述的空气孔在光纤背景材料中呈周期性排列，每相邻的三个空气孔构成一个正三角形，所述纤芯由位于中心部位的椭圆形空气孔及与其相内切的圆形实心材料共同构成，所述椭圆形空气孔的椭圆短轴与圆形实心材料的圆直径相等，所述纤芯中圆形实心材料的折射率不小于光纤背景材料的折射率。
包层的背景材料为硅玻璃材料。
包层的背景材料为聚合物材料。
本发明所述的光子晶体光纤的有益效果主要体现在：改进光子晶体光纤的纤芯结构，椭圆形空气孔与内切圆形实心材料共同形成的特殊纤芯结构导致光子晶体光纤具有强双折射效应。
(四)附图说明
图1是本发明一个实施例的横截面示意图；
图2是图1示例的模场分布图；
图3是图1示例中光子晶体光纤在两个正交方向上模式的有效折
射率之差随波长的变化情况。
图1中，1-包层中的空气孔，2-包层中的背景材料，3-纤芯中的圆形实心材料，4-纤芯中的椭圆形空气孔。
(五)具体实施方式
实施例一：
参照附图1-3，一种光子晶体光纤，端面结构如图1所示，包层的背景材料2为石英，折射率为1.45，包层中每个空气孔1的半径为R＝0.46μm，包层中空气孔1按照本技术领域公认的三角形规则在背景材料2中均匀排列，相邻空气孔的间距为Λ＝2.3μm，纤芯由椭圆形空气孔及与其内切的实心圆形材料共同形成，椭圆的短轴与圆的直径相等，圆形实心材料折射率为n＝1.7，椭圆空气孔的长短轴分别为a＝2.4μm，b＝1.2μm，模场分布如图2所示。该光子晶体光纤具有极强的双折射效应，模式沿两个主轴方向上的有效折射率之差达到δn～10-2。
实施例二：
在光纤端面上，背景材料为聚合物材料。
Claims (3)
1.一种光子晶体光纤，光纤的横断面包括纤芯和包层，包层为包围纤芯的均匀分布着相同结构空气孔的***区域，所述的空气孔在光纤背景材料中呈周期性排列，每相邻的三个空气孔构成一个正三角形，其特征在于，所述纤芯由位于中心部位的椭圆形空气孔及与其相内切的圆形实心材料共同构成，所述椭圆形空气孔的椭圆短轴与圆形实心材料的圆直径相等，所述纤芯中圆形实心材料的折射率不小于光纤背景材料的折射率。
2.如权利要求1所述的一种光子晶体光纤，其特征在于包层的背景材料为硅玻璃材料。
3.如权利要求1所述的一种光子晶体光纤，其特征在于包层的背景材料为聚合物材料。
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| CN102955198B (zh) * | 2012-09-29 | 2014-08-06 | 聊城大学 | 一种新型圆形椭圆形混合空气孔阵列的单模单偏振光子晶体光纤 |
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| CN106772783B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-02-01 | 南京航空航天大学 | 一种具有相近强度多峰布里渊散射谱的光子晶体光纤 |
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