[发明专利]一种高非线性光子晶体光纤

说明书

本发明公开了一种高非线性光子晶体光纤，涉及光子晶体波导结构领域，所述微孔区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的空气孔；若干所述空气孔以纤芯轴心为中心，环绕于所述纤芯周围设置至少六层环圈，从内到外依次为第一层环圈、第二层环圈、第三层环圈、第四层环圈、第五层环圈和第六层环圈，且每层环圈的截面呈正六边形，每层环圈分别由若干空气孔排列组成，所述第一层环圈至所述第六层环圈的空气孔的孔内径依次为D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆，且D₁＜D₃＝D₅＜D₂＝D₄＝D₆。本发明具有一定的色散平坦特性，在一定范围内形成良好的非线性传输，为高非线性的应用提供更好的支撑。

技术领域

本发明涉及光子晶体波导结构领域，具体涉及一种高非线性光子晶体光纤。

背景技术

光子晶体光纤又称为多孔光纤或微结构光纤。随着光子技术的深入发展，非线性效应这一以往认为对光纤通信不利的因素，现在也越来越受到人们的重视。传统光纤内的四波混频、受激拉曼散射以及受激布理渊散射等非线性效应可以在非线性光学器件的研制中发挥重要作用，从而为全光通信的发展做出贡献。传统光纤受制于制造工艺与结构，非线性效应的特性难以很好利用。光子晶体光纤可以通过改变光纤包层与纤芯的几何结构有效地控制和调节其中的非线性光学过程，诸如通过产生脉冲压缩和展宽、光孤子的形成和受激拉曼散射的增强等效应，另外也有自相位调制、二次谐波和四波混频等参量过程。这使得光子晶体光纤的非线性效应独具特点，特别是利用激光脉冲通过光子晶体光纤产生的超连续谱的现象引起了人们的极大关注的许多特性与光纤的结构密切相关，使其具有了许多传统光纤所不具备的优点。

对于光通信和光传感应用领域而言，用于非线性效应的高非线性光子晶体光纤具有潜在的巨大需求，这方面的研究工作还处于较为前沿的研究阶段，尚未有具有实用化效果的相关产品。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高非线性光子晶体光纤，本发明具有一定的色散平坦特性，在一定范围内形成良好的非线性传输，为高非线性的应用提供更好的支撑。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种高非线性光子晶体光纤，由内到外依次为包括纤芯、微孔区和包层，所述微孔区内设置沿光纤轴向分布且贯穿整根光纤的空气孔；

若干所述空气孔以纤芯轴心为中心，环绕于所述纤芯周围设置至少六层环圈，从内到外依次为第一层环圈、第二层环圈、第三层环圈、第四层环圈、第五层环圈和第六层环圈，且每层环圈的截面呈正六边形，每层环圈分别由若干空气孔排列组成，所述第一层环圈至所述第六层环圈的空气孔的孔内径依次为D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆，且D₁＜D₃＝D₅＜D₂＝D₄＝D₆；

所述纤芯为石英纤芯，所述第三层环圈和第五层环圈中空气孔的占空比均为30％～50％，所述第二层环圈、第四层环圈和第六层环圈中空气孔的占空比均为70％～90％。

在上述技术方案的基础上，所述微孔区共设有x层环圈，且第x层环圈空气孔的孔内径为D_x，且当x＞6时，D_x＝D₆。

在上述技术方案的基础上，所述第一层环圈中空气孔的数量为6，第x层环圈的空气孔的数量N_x＝(x-1)*6，其中，x≥2。