[发明专利]色散平坦光子晶体光纤

说明书

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，特别是涉及一种具有高非线性和小正常色散值的色散平坦光子晶体光纤。

背景技术

在高速、大容量光纤通信网中，为了获得更大的通信容量，目前的趋势是将波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术与光时分复用(Optical Time Division Multiplexing，OTDM)技术相结合，即用OTDM技术来提高WDM系统的单信道容量。这种光通信方式的关键技术是如何获得高重复率、多波长的超短光脉冲源。当前WDM系统采用的光源大多是与信道数相同的半导体激光器，价格昂贵且系统体系复杂。

光子晶体光纤^[1]，又称为微结构光纤或多孔光纤，是近年来迅速发展的一种具有较高科研价值并引起广泛关注的新型光纤，其沿光纤轴向按照一定规律分布着延伸的空气孔。通过合理设计光子晶体光纤的横向结构，可以获得高的非线性系数和适当的色散特征，是产生超连续谱的优良介质^[2，3]。对于超连续谱光源，光谱的宽度和平坦度是衡量光谱质量的两个重要因素，特别是对于WDM光通信系统，它要求在很宽的波段范围内提供功率均衡的多波长信道，而1.55μm光通信波段、宽带、平坦的超连续谱既能满足带宽的要求，又减少了功率均衡的技术难度。因此为适应WDM系统中的要求非常有必要研制具有高非线性和小正常色散值的色散平坦光子晶体光纤。

上面提到的参考文献如下：

[1]J.C.Knight，T.A.Birks，P.S.J.Russell，“All-cilica single-modeoptical fiber with photonics crystal cladding”，Opt.Lett.，V.21(19)，1996，1547-1549.

[2]Xu Yong-Zhao，Ren Xiao-Min，Zhang Xia，Huang Yong-Qing，“Flat supercontinuum generated in a single-mode optical fibre with a new chromatic dispersion profile”，Chin.Phys.Lett.，V.22(8)，2005，1923-1926.

[3]Y.Xu，X.Ren，Z.Wang，X.Zhang and Y.Huang，“Flatly broadened supercontinuum generation at 10 Gbit/s using dispersion-flattened photonic crystal fibre with small normal dispersion”，Electron.Lett.，V.43(2)，2007，87-88。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种具有高非线性和小正常色散值的色散平坦光子晶体光纤，以适应不同泵浦波长的高功率脉冲激光器，并与高功率脉冲激光器结合构成1.55μm通信波段、宽带、平坦的超连续谱光源。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种色散平坦光子晶体光纤，该光纤的包层由多层位于正六边形网格结点上的空气孔构成，第一层空气孔半径为d₁，第四层空气孔半径为d₄，其他层空气孔半径为d，相邻空气孔的孔中心距为Λ，其中，d₁＜d＜Λ且d₄＜d＜Λ；该光纤的纤芯为双层纤芯结构，内层纤芯是由正六边形网格结点上的空气孔的缺失形成的高折射率芯区，外层纤芯是由第四层空气孔直径减小形成的高折射率芯区。

优选地，d₄/Λ与d₁/Λ的取值范围均为0.38-0.45。

优选地，d/Λ的取值范围为0.75-0.82。

优选地，所述第四层空气孔半径d₄等于所述第一层空气孔半径d₁。

优选地，所述多层位于正六边形网格结点上的空气孔为8-10层位于正六边形网格结点上的空气孔。

优选地，所述位于正六边形网格结点上的空气孔的形状为圆形。

优选地，所述光纤的基底为石英材料。。

(三)有益效果

本发明通过提出了一种具有高非线性和小正常色散值的色散平坦光子晶体光纤，具有以下有益效果：