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一种大负色散 光子晶体光纤

阅读：2发布：2021-03-27

专利汇可以提供一种大负色散光子晶体光纤专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种大负色散光子晶体光纤，其包括外包层、外纤芯层、内包层和内纤芯，外包层为由若干空气孔一排成的三层结构，外包层的每一层结构为由空气孔一排布成以内纤芯为圆心的正六边形，空气孔一之间呈三角形分布；外纤芯层为由若干空气孔三排成的一层结构，空气孔三排布成正六边形；内纤芯为设置在中心位置的石英圆柱体；内包层设置在外纤芯层和内纤芯之间，内包层为由空气孔二排布成的围着内纤芯的三层结构，空气孔二的排布方式为：以内纤芯为中心原点平均分为六部分，其中每一部分中的空气孔二排布成正三角形，相邻两部分的空气孔二排布成正方形。该光子晶体光纤具有较低的限制损耗。，下面是一种大负色散光子晶体光纤专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种大负色散光子晶体光纤，其包括石英材料基础和排布在所述石英材料基础上的若干空气孔，其由外到内依次包括外包层、外纤芯层、内包层和内纤芯，其特征在于，所述外包层为由若干空气孔一排成的三层结构，所述外包层的每一层结构为由所述空气孔一排布成以所述内纤芯为圆心的正六边形，所述空气孔一之间呈三角形分布；所述外纤芯层为由若干空气孔三排成的一层结构，所述空气孔三排布成正六边形；所述内纤芯为设置在中心位置的石英圆柱体；所述内包层设置在所述外纤芯层和内纤芯之间，所述内包层为由空气孔二排布成的围着所述内纤芯的三层结构，所述空气孔二的排布方式为：以所述内纤芯为中心原点平均分为六部分，其中每一部分中的空气孔二排布成正三角形，所述相邻两部分的空气孔二排布成正方形。
2.根据权利要求1所述的一种大负色散光子晶体光纤，其特征在于，所述所述空气孔一的直径为d1，所述空气孔一之间的孔间距为A1；所述空气孔二的直径为d2，所述空气孔二之间的孔间距为A2；所述空气孔三的直径为d3。
3.根据权利要求2所述的一种大负色散光子晶体光纤，其特征在于，所述d1和d2之间的关系为，d1/d2＝0.72；所述A1和A2之间的关系为，A1/A2＝0.72。
4.根据权利要求3所述的一种大负色散光子晶体光纤，其特征在于，所述A1＝
1.2μm、d1＝1.1μm、d3＝0.51μm时，所述晶体光纤在1550nm 波长附近的色散为-12000ps/(km·nm)。
5.根据权利要求1所述的一种大负色散光子晶体光纤，其特征在于，所述空气孔一、空气孔二和空气孔三的直径均小于所述内纤芯的直径。

说明书全文

一种大负色散光子晶体光纤

技术领域

[0001] 本实用新型涉及光纤领域，具体涉及一种全大负色散光子晶体光纤。

背景技术

[0002] 光子晶体光纤又被称为微结构光纤，因为其包层的独特结构特点，使得纤芯和包层的折射率差增大，所以波导色散对光纤色散的贡献变大，可以使得光子晶体光纤在可见光波段出现零色散点甚至能够出现反常色散，也可以在通信波长处获得很高的负色散值。

[0003] 目前，常用于光通信系统中的长距离数据传输光纤一般是针对大约1310nm波长设计的，然而在实际光纤工作中，在1550nm波长时，这些标准单模光纤色色散D＝10-20ps/(km·nm)，色散是导致光脉冲展宽的主要因素，因此在光子晶体光纤长距离数据传输系统中必须得到补偿，实现这种补偿的方法是利用具有大负色散的色散补偿光纤来补偿。实用新型内容

[0004] 本实用新型解决了现有技术中的不足，提供了一种具有较低限制耗损的大负色散光子晶体光纤。

[0005] 本实用新型的技术方案：

[0006] 一种大负色散光子晶体光纤，其包括石英材料基础和排布在所述石英材料基础上的若干空气孔，其由外到内依次包括外包层、外纤芯层、内包层和内纤芯，所述外包层为由若干空气孔一排成的三层结构，所述外包层的每一层结构为由所述空气孔一排布成以所述内纤芯为圆心的正六边形，所述空气孔一之间呈三角形分布；所述外纤芯层为由若干空气孔三排成的一层结构，所述空气孔三排布成正六边形；所述内纤芯为设置在中心位置的石英圆柱体；所述内包层设置在所述外纤芯层和内纤芯之间，所述内包层为由空气孔二排布成的围着所述内纤芯的三层结构，所述空气孔二的排布方式为：以所述内纤芯为中心原点平均分为六部分，其中每一部分中的空气孔二排布成正三角形，所述相邻两部分的空气孔二排布成正方形。

[0007] 优选的，所述所述空气孔一的直径为d1，所述空气孔一之间的孔间距为A1；所述空气孔二的直径为d2，所述空气孔二之间的孔间距为A2；所述空气孔三的直径为d3。

[0008] 优选的，所述d1和d2之间的关系为，d1/d2＝0.72；所述A1和A2之间的关系为，A1/A2＝0.72。

[0009] 优选的，所述A1＝1.2μm、d1＝1.1μm、d3＝0.51μm时，所述晶体光纤在1550nm波长附近的色散为-12000ps/(km·nm)。

[0010] 优选的，所述空气孔一、空气孔二和空气孔三的直径均小于所述内纤芯的直径。

[0011] 实用新型所达到的有益效果：

[0012] 其一、本实用新型中的光子晶体光纤，其独特的结构使得色散灵活可调，并且具有较低的限制损耗，可以根据本实用新型中的结构，获得具有大负色散且低限制损耗的光子晶体光纤。

[0013] 其二、本实用新型中的光子晶体光纤，其在A1＝1.2μm、d1＝1.1μm、d3＝0.51μm时，晶体光纤在1550nm波长附近的色散为-12000ps/(km·nm)，其可以在对应的窄带波长范围内补偿500倍以上的标准单模光纤，并且光纤的限制损耗低。
附图说明

[0014] 图1是本实用新型的结构示意图。

[0015] 图2是本实用新型光子晶体光纤的色散曲线和限制损耗曲线图。

[0016] 其中，1-石英材料基础，10-空气孔一，20-空气孔二，30-空气孔三，40-内纤芯。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

[0018] 实施例1

[0019] 如图1所示，本实施例中公开一种大负色散光子晶体光纤，整个光纤由纯石英和空气组成，具体的如图1所示，其包括石英材料基础1和排布在上述石英材料基础1上的若干空气孔。

[0020] 在光纤结构方面，其由外到内依次包括：外包层、外纤芯层、内包层和内纤芯。

[0021] 其中，上述外包层为由若干空气孔一10排成的三层结构，上述外包层的每一层结构为由上述空气孔一10排布成以上述内纤芯40为圆心的正六边形，上述空气孔一10之间呈三角形分布。

[0022] 上述外纤芯层为由若干空气孔三30排成的一层结构，上述空气孔三30排布成正六边形。

[0023] 上述内纤芯40为设置在中心位置的石英圆柱体。

[0024] 上述内包层设置在上述外纤芯层和内纤芯40之间，上述内包层为由空气孔二20排布成的围着上述内纤芯40的三层结构，上述空气孔二20的排布方式为：以上述内纤芯40为中心原点平均分为六部分，其中每一部分中的空气孔二20排布成正三角形，上述相邻两部分的空气孔二排布成正方形。

[0025] 在本实施例中优选的，上述上述空气孔一的直径为d1，上述空气孔一之间的孔间距为A1；上述空气孔二的直径为d2，上述空气孔二之间的孔间距为A2；上述空气孔三的直径为d3。并且，空气孔一10、空气孔二20和空气孔三30的直径均小于上述内纤芯40的直径。

[0026] 在本实施例中，采用了多极法对该光子晶体光纤的色散和限制损耗进行数值模拟，为了保持上述光子晶体光纤结构的紧凑，设置上述d1和d2之间的关系为，d1/d2＝0.72；上述A1和A2之间的关系为， A1/A2＝0.72，并且上述参数符合光纤的折射率呈现“W”形分布趋势，保证光子晶体光纤具有大负色散的同时，也不会有很高的限制损耗。

[0027] 在试验过程中，分析保持包层内部空气填充率不便，光纤整体尺度增大时，光子晶体光纤的色散曲线和限制损耗曲线如图2中所示，图2为A1＝1.2μm、d1＝1.1μm、d3＝0.51μm时，光子晶体光纤的色散曲线和限制损耗曲线，在图2中可见，上述晶体光纤在1550nm波长附近的色散为-12000ps/(km·nm)，可以在对应的窄带波长范围补偿500倍以上的标准单模光纤，并且光纤的限制耗损较低。

[0028] 以上上述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

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