[发明专利]简单实用的光子晶体光纤

说明书

发明领域

本发明涉及光子晶体光纤，尤其涉及，一系列简单实用的光子晶体光纤。

背景技术

下面先对本发明涉及到的术语给出定义，所述定义符合本领域惯例；本说明书专用术语通过惯用术语说明。

光纤各分层的半径以单位μm计，按折射率定义，每一特定分层具有第一折射率点和最后折射率点。从光纤轴线到第一折射率点所在位置的半径是该分层的内半径；从光纤轴线到最后折射率点所在位置的半径是该分层的外半径。参见Δ-光纤半径分布图，中央圆形分层的半径从光纤轴线量到该分层的外半径；第一环形分层的宽度从第一环形分层的内半径量到第一环形分层的外半径；第二环形分层的宽度从第二环形分层的内半径量到第二环形分层的外半径；第三环形分层的宽度从第三环形分层的内半径量到第三环形分层的外半径；内包层的宽度从内包层的内半径量到内包层的外半径。

中央圆形分层、第一环形分层和第二环形分层关于所述第三环形分层的相对折射率差Δ₀、Δ₁和Δ₂以单位％计，分别定义为

Δ₀＝(n₀²-n_c1²)/2n₀²

Δ₁＝(n₁²-n_c1²)/2n₀²

Δ₂＝(n₂²-n_c1²)/2n₀²

式中，n₀、表示中央圆形分层的最大折射率；n₁和n₂分别表示第一环形分层和第二环形分层的均匀折射率；n_c1表示第三环形分层的均匀折射率。

折射率剖面定义为相对折射率差或折射率与半径之间的关系。

α折射率剖面定义为

Δ_co(r)＝Δ₀[1-(r/a)^α]，0≤r≤a

其中，r是所处位置半径；a是所述中央圆形分层的半径。

色度色散系数以单位ps/nm-km计，简称为色散。

有效面积以单位μm²计，定义为

A_eff＝2π(∫E²(r)r dr)²/(∫E⁴(r)r dr)

其中，积分限为0至∞；E(r)是光传播所伴随的电场。

石英材料的衰减-波长特性表明，大约1300～1700nm波长范围是光纤通信可能应用的理想区域；然而上述波长范围的全波单模光纤一直没有实现。这是因为全波单模光纤不仅要求色散、衰减、非线性、有效面积和模场直径等主要性能满足实用要求，而且要求色散等性能关于结构参数变化的稳定性也满足实用要求。现有光纤表现出典型的弱导结构特性，上述各项光纤性能顾此失彼。人们寄于厚望的光子晶体光纤，其周期性晶体结构不仅复杂，而且不合理，难以实际应用。

本专利申请人发现了光纤漏泄模衰减产生和控制的规律，以及纤芯和不同有限包层所组成的光纤其色散特性和色散稳定性演变的规律，应用这些规律发明了简单实用的光子晶体光纤。