[发明专利]一种零色散位移保偏光纤

说明书

本发明涉及一种零色散位移保偏光纤，属于特种光纤技术领域。芯层直径D1为2.0～5.0μm，相对折射率Δ1％为0.3％～1.0％，芯层外由内到外依次还包括：下陷内包层、边芯层、下陷外包层、应力层和包层，所述芯层、下陷内包层、边芯层、下陷外包层、应力层和包层成阶跃型剖面结构。本发明通过特殊的光纤剖面结构设计，制造出的零色散位移保偏光纤在1550nm工作波段能够实现零色散，同时具有优秀的偏振保持性能。

技术领域

本发明涉及一种用于光纤传感等技术领域的零色散位移保偏光纤，属于特种光纤技术领域。

背景技术

保偏光纤是特种光纤的一类。保偏光纤，即偏振保持光纤，是具有保持所传输光线的线偏振方向的光纤。保偏光纤可应用于许多领域，如复用相干通信、光纤陀螺仪、光纤水听器、偏振传感等，是一种具有广泛应用价值的特种光纤。

保偏光纤包括几何双折射和应力双折射保偏光纤。几何双折射保偏光纤的实例是椭圆芯子保偏光纤，这种保偏光纤的纤芯是椭圆形的，利用这种几何的不对称性产生双折射效应。应力双折射保偏光纤主要有蝶结型保偏光纤、熊猫型保偏光纤和椭圆包层型保偏光纤三种。这类光纤的特点是在光纤的包层中引入具有高膨胀系数的应力层挤压纤芯产生双折射效应。

上述应力双折射保偏光纤中，熊猫型保偏光纤应用最为广泛，其结构包括纤芯、应力层和包层部分，其中纤芯位于包层的中心部分，而两个圆柱状的应力层分布在纤芯的两侧。纤芯一般为锗氟共掺杂的石英玻璃、应力层一般为硼掺杂的石英玻璃、而包层一般为纯石英玻璃材料。由于硼石英具有比纯石英更大的热膨胀性能，所以应力层能够产生压应力作用于纤芯部分，从而产生所述的应力双折射使得保偏光纤具有线偏振保持性能。

20世纪90年代以来，随着宽带光通信产业的蓬勃发展，掺饵光纤增益平坦滤波技术、量子阱半导体工艺和特种光纤技术等发展迅速，为高精度光纤陀螺发进一步研究创造了有力条件。高精度光纤陀螺主要采用的是1550nm宽带超荧光掺饵光纤光源和全数字闭环处理技术。其优点是全固态、精度高(0.01°～0.0001°)、标度因数稳定性好、动态范围大、成本低、寿命长、抗空间辐射等。主要应用方向为战略导弹、卫星及空间载体的定向，天体测量望远镜的稳定和调向，中远程导弹系统、军民用飞机和潜艇惯性导航等。经过多年探索，国外高精度光纤陀螺的技术方案已经成熟，特别是在宽带掺饵光纤光源技术、光源强度噪声抑制技术等关键技术上的突破，使高精度成为光纤陀螺的一个重要优势和发展趋势。随着高精度陀螺的发展，对光纤环中的光纤长度要求越来越高，现在高精度光纤环需要的光纤长度最长达到了10km，这样光在光纤中传输就不能忽略色散这个问题，光源光谱中不同波长分量在光纤中的群速不同所引起的光脉冲展宽现象，是高速光纤系统的主要传输损伤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种零色散位移保偏光纤，可以保证1550nm工作波段传输色散近似为零，防止光脉冲展宽现象。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种零色散位移保偏光纤，芯层直径D1为2.0～5.0μm，相对折射率Δ1％为0.3％～1.0％，芯层外由内到外依次还包括：下陷内包层、边芯层、下陷外包层、应力层和包层，所述芯层、下陷内包层、边芯层、下陷外包层、应力层和包层成阶跃型剖面结构。

其中，所述的下陷内包层为掺氟石英层，直径D2为10.0～15.0μm，相对折射率Δ2％为-0.03％～-0.1％。

其中，所述的边芯层直径D3为15.0～20.0μm，相对折射率Δ3％为0.1％～0.5％。

其中，所述的下陷外包层直径D4为15.0～25.0μm，相对折射率Δ4％为-0.05％～-0.1％。

其中，所述的应力层为掺硼石英玻璃层，应力层直径D5为10.0～25.0μm，相对折射率Δ5％为-0.3％～-0.9％。