[发明专利]一种传输单一暗中空模式的空芯反谐振光纤

说明书

本发明公开了一种传输单一模式暗中空光束的空芯反谐振光纤，属于光纤技术领域。该光纤结构由外至内依次为光纤外套管、圆形嵌套包层管和空气纤芯；其中x轴上两个圆形包层管内嵌套一个小的圆形包层谐振管抑制基模；其余圆形包层管内嵌套一个支撑板抑制其余高阶模。通过两种结构嵌套包层管的共同作用，实现基模与LPsubgt;11/subgt;模的损耗比为5770；其他高阶模LPsubgt;21/subgt;、LPsubgt;02/subgt;也得到了抑制，实现单一模式暗中空光束的稳定传输。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，具体的说，是一种能实现单一模式暗中空光束传输的空芯反谐振光纤。

背景技术

光纤技术在当代信息通信领域扮演着相当重要的角色，传统的二氧化硅基材料光纤低损耗传输波长范围约为1000～2000nm。以空气作为传输介质的空芯光纤具有更宽的波长范围，更低的瑞利散射损耗，有望解决目前光纤技术存在的瓶颈问题，从而引起广泛的关注。

空芯光纤种类繁多，近几年来，空芯反谐振光纤由于其结构简单，损耗低、传输带宽大等特点而备受瞩目。空芯光纤不仅可以导光，也可用来传输中性原子。1993年，俄罗斯的Ol’Shanni等人提出了在空芯光纤中利用高斯光场来导引原子(M.A.Ol’Shanii,Yu.B.Ovchinnikov,V.S.Letokhov,Laser guiding of atoms in a hollow opticalfiber[J].Optics Communications,1993,98(1-3):77-79)。1994年，澳大利亚的Marksteiner等又提出了利用暗中空光场导引原子的思想(S.Marksteiner,C.M.Savage,P.Zoller,et al,Coherent atomic waveguides from hollow optical fibers:Quantized atomic motion[J],Physics ReviewA,1994,50(3):2680-2690)。其后，科学家们提出了在空芯光纤中产生暗中空光束的不同方案。

然而，均匀包层结构的光纤很难抑制高斯模场，实现高纯度的暗中空光束传输；空芯光子带隙光纤、Kagome空芯光纤等复杂包层结构的光纤可以通过包层的设计，实现基模的抑制，实现单一模式暗中空光束的传输，但光纤制作工艺比较复杂。空芯反谐振光纤虽然只具有单圈包层管，但也具有很高的设计灵活度，因此可通过光纤的结构设计，滤除基模和其他高阶模，实现单一模式暗中空光束的传输，但现有的空芯反谐振光纤还不够理想，这成为亟待了解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种传输单一暗中空模式的空芯反谐振光纤，通过两种结构嵌套包层管的共同作用，实现基模与高阶模式的抑制作用，实现单一模式暗中空光束的稳定传输。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种传输单一暗中空模式的空芯反谐振光纤，包括从外至内依次为光纤外套管、圆形嵌套包层管和空气纤芯；

所述光纤外套管为空芯反谐振光纤的最外层，将包层管与空气纤芯包裹在其内部；所述圆形嵌套包层管由一系列圆形玻璃管设置于光纤外套管和空气纤芯之间的环形夹层内腔中组成，所述圆形嵌套包层管中的相邻的圆形玻璃管彼此不接触设置，玻璃管厚度为t_AR，半径为R_tube，玻璃管一侧管壁固定在光纤外套管内壁上，从形成光纤外套管和圆形嵌套包层管一体式连接的光纤稳定结构；

所述空气纤芯由多个圆形嵌套包层管围成的中心区域，其围成的空芯纤芯半径为R；