[发明专利]光子晶体光纤

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种具有强色散效应的光子晶体光纤。

(二)背景技术

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，或者插入折射率高于背景材的其它材料形成导光的纤芯，而外围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率区域，这类光纤是通过全内反射原理导光的。通过调节包层中空气孔大小、孔间距大小、中心实体的大小、中心实体的折射率，可以使光子晶体光纤具有灵活多样的色散特性。设计超大色散参数的光子晶体光纤将会为光通信线路上的色散串扰问题提供高效有力的补偿措施，而巨色散光纤也有可能成为脉冲压缩放大技术中一些不稳定色散元件的替代品。大色散光纤在光通信技术及其它光学技术中具有广阔的应用前景。

(三)发明内容

本发明为了解决目前在普通光纤中难以实现超大色散参数的困难，提供一种结构简便并容易制作的超大色散的光子晶体光纤。

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外围区域，所述的空气孔在包层的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圆形实心材料及与其相外切的正多边形孔共同构成，所述的实心材料的折射率高于包层的背景材料的折射率。

所述纤芯中的正多边形孔可以是正三角形、正方形、正五边形等结构。

所述的包层的背景材料为硅玻璃材料。

所述的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，高折射率圆形材料与外切正多边形空气管共同形成的特殊结构纤芯导致光子晶体光纤具有超大色散效应。

(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色散参数随波长的变化情况。

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-纤芯中与圆形实心材料相外切的正三角形孔。

(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，纤芯由折射率为n＝1.9的圆形实心材料3及与其相外切的正三角形孔4共同组成，模场分布如图2所示。该光子晶体光纤具有极强的色散效应，其色散参数在1.55μm波长有高达-3234ps/nm/km的色散参数。

实施例二：

在光纤端面的中心位置上，高折射率圆形实心材料及与其相外切的正四边形空气管共同形成光纤纤芯。

实施例三：

在光纤端面的中心位置上，高折射率圆形实心材料及与其相外切的正五边形空气管共同形成光纤纤芯。