[发明专利]具有偏振功能的光纤

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及一种光纤，尤其涉及一种具有偏振功能的光纤。

背景技术

随着当今光纤通信和光纤传感技术的高速发展，不同种类的光纤以及主被动光纤器件已经成为了热点研究内容。其中光纤偏振器已经被广泛应用于光纤激光器，光纤传感及测量领域中，传统的光纤偏振器有以下几种：偏振镜式光纤偏振器，D型光纤偏振器，熔锥型光纤偏振器等。

偏振镜式光纤偏振器主要由尾纤，偏振镜，光纤准直器组成，光纤中的光进入光纤准直器，转变为平行光束，垂直入射到偏振器表面，产生了某一方向的线偏振光之后，再由另一个准直器收集耦合到尾纤当中，所涉及光学器件的空间结构较多，不便于调节。如果采用保偏尾纤还需要调节偏振器的透射方向和保偏光纤保偏方向一致才可以使用。

D型光纤偏振器是将光纤精细研磨成D型截面后再镀不同金属膜产生偏振效果，但是研磨精度和镀膜要求非常高，生产效率低。

熔锥型光纤偏振器是将光纤在高温熔融状态拉锥成型然后生长各向异性晶体产生偏振效果，带宽一般在30nm左右。

与这些传统的光纤偏振器相比，本发明提出的飞秒脉冲激光光刻光纤偏振器仅在传统石英光纤包层中利用激光诱导了周期性纳米结构，无需集成其他的光学器件和金属膜，无需复杂的研磨及镀膜工艺。因光学结构简单，不需要进行光路校准调节，插入损耗低，工作宽带范围大，可以在宽带范围内达到20dB以上的消光比。本发明结构简单，一次成型，生产效率极高，易于大批量生产。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种光学结构简单、成本低廉、工作带宽范围大以及消光比高的具有偏振功能的光纤。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种具有偏振功能的光纤，其特殊之处在于：所述具有偏振功能的光纤包括设置在光纤内部的纳米光栅。

上述具有偏振功能的光纤还包括光纤纤芯，所述纳米光栅设置在光纤纤芯的周围或内部。

上述纳米光栅是采用不同参数飞秒脉冲在石英材料中所产生的折射率改变或诱导周期性纳米结构。

上述纳米光栅平面的法线方向垂直于光纤纤芯方向。

上述纳米光栅是一个或多个。

上述纳米光栅是多个时，所述纳米光栅均匀或者非均匀设置在光纤纤芯周围或内部。

上述纳米光栅均匀或者非均匀的环绕设置在光纤纤芯周围或内部。

上述光纤是石英光纤、硅酸盐光纤、光学玻璃光纤或晶体光纤。

上述光纤是单模的、多模的、大模场、双包层或光子晶体结构光纤。

本发明的优点是：

本发明提供了一种具有偏振功能的光纤，该光纤采用折射率改变或诱导周期性纳米结构，也就是纳米光栅，其有偏振导光特性，不同参数激光产生的纳米光栅偏振导光性能也不尽相同，在普通石英光纤纤芯附近的包层内利用此具有偏振导光特性的纳米光栅痕迹构成对称的空间结构，调制光纤纤芯内导模电场的消逝场，可以使光纤具有偏振导光效果，从而构成偏振导光器件。在光纤纤芯中传输光的消逝波被周围的纳米条纹所调制，水平和垂直偏振分量散射特性不同，垂直于纳米平面的振动分量散射十分明显，此偏振态被大量散射，而平行于纳米平面的偏振态损耗很低，在传输一定长度之后，最终达到较高的消光比。由于纳米光栅的偏振散射特性与波长关系不敏感，纳米条纹对于不同波长都有很高的偏振消光比，工作范围主要取决于所采用光纤的导通模式范围。激光在经过纳米光栅调制区域的传输之后，垂直于纳米平面的振动分量被大量散射，最后平行于纳米平面的振动分量要远远高于垂直分量，达到了＞20dB的消光比，入射光实现起偏效果。本发明提出了一种新型结构的飞秒激光光刻光纤偏振器，利用飞秒脉冲激光诱导石英光纤包层折射率变化，在光纤纤芯周围产生了具有偏振导光特性的周期性纳米光栅，通过选择激光的偏振方向以及设定合理的纳米光栅长度、间距，可实现无空间光学结构以及宽带工作的光纤偏振器。此结构的光纤偏振器体积小，结构简单，成本低廉，制造过程简单和快速，易于实现。

附图说明

图1是本发明所提供的具有偏振功能的光纤的结构示意图；

图2是本发明所提供的具有偏振功能的光纤的侧面结构示意图；

其中：

1-光纤纤芯；2-纳米光栅。

具体实施方式