[发明专利]空芯光纤及其制造方法

说明书

一种非带隙类型的空芯光纤(100)，所述空芯光纤包括：空的芯区域(10)，所述芯区域沿着空芯光纤(100)轴向地延伸并具有最小横向芯尺寸(D)，其中，所述芯区域(10)适于引导横向的基本芯模和横向的更高阶芯模，以及内包层区域(20)，所述内包层区域包括反谐振元件、即ARE(21，21A，21B)所组成的布置结构，所述反谐振元件沿着所述空芯光纤(100)环绕所述芯区域(10)，每个反谐振元件具有最小横向ARE尺寸(d_i)并适于引导横向的ARE模，其中，所述芯区域(10)和所述ARE(21，21A，21B)被构造成提供所述更高阶芯模与所述ARE模的相位匹配，并且ARE尺寸(d_i)和芯尺寸(D)选择成使得ARE尺寸与芯尺寸之比(d_i/D)接近第一类Bessel函数的零点的商(u_lm,ARE/u_lm,芯)与一拟合系数的乘积，所述拟合系数位于0.9至1.5的范围内，其中，m是l阶第一类Bessel函数的第m个零点，Bessel函数的所述零点分别描述LP_lmARE模和LP_lm更高阶芯模。此外，一种包括空芯光纤(100)的光学装置(200)以及一种制造空芯光纤的方法被说明。

技术领域

本发明涉及一种非带隙类型(或者：空芯反谐振反射光纤，HC-AF)的空芯光纤(HCF；或者：空芯光子晶体光纤，HC-PCF)，这种空芯光纤尤其具有轴向的空的芯区域以及内包层区域，内包层区域包括由包围芯区域的反谐振元件(ARE)形成的布置结构。此外，本发明涉及一种包括至少一个HC-AF的光学装置和一种制造非带隙类型的HCF的方法。本发明的应用可以在于以下领域：数据传输，尤其低延迟数据传输；高功率光束传输系统，尤其用于材料处理；模态滤波；基于气体的非线性光学，尤其从紫外线到红外线的超连续谱生成或超短脉冲生成；光纤陀螺仪；或者化学感测。

背景技术

在本申请中，参考下述现有技术，这些现有技术示出光导纤维的技术背景，尤其是带隙类型或非带隙类型的HCF的技术背景。

[1]T.A.Birks等人，《Optics Letters》，1997.22(13)：p.961-963；

[2]N.A.Mortensen等人，《Optics Letters》，2003.28(20)：p.1879-1881；

[3]US2015/0104131A1；

[4]P.J.Roberts等人，《Optics Express》，2005.13(1):p.236-244；

[5]J.K.Lyngso等人，《22^nd International Conferenceon Optical FiberSensors》，Pts 1-3，2012.8421；

[6]J.M.Fini等人，《Nature Communications》，2014.5：文章号5085；

[7]F.Couny等人，《Optics Letters》，2006.31(24)：p.3574-3576；

[8]B.Debord等人，《Optics Letters》，2014.39(21)：p.6245-6248；

[9]W.Belardi等人，《Optics Express》，2014.22(8):p.10091-10096；

[10]W.Belardi等人，《arXiv：1501.00586v2》，2015：p.[physics.optics]；

[11]P.Jaworski等人，《Optics Express》，2015.23(7)：p.8498-8506；

[12]A.Hartung等人，《Optics Express》，2014.22(16)；