[发明专利]一种全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤

说明书

一种全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤，它包括内、外层纤芯圆柱、包层圆柱和基底材料，其中基底材料为纯石英，内层纤芯圆柱为掺锗的纯石英棒，外层纤芯圆柱为一层按正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；包层圆柱为按正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；内层纤芯圆柱的折射率大于基底材料折射率，基底材料折射率大于外层纤芯圆柱折射率，外层纤芯圆柱折射率大于包层圆柱折射率；包层圆柱的直径相同，且大于外层纤芯圆柱直径，内层纤芯圆柱直径大于外层芯圆柱直径；所有圆柱的柱间距相等。本发明易制备、易与传统光纤耦合，能对高速密集波分复用光纤通信传输过程中的累积色散进行宽带色散补偿、为光纤通信系统提供有效传输介质。

技术领域

本发明属于光纤技术领域，特别涉及一种微结构光纤。

背景技术

在现代光纤通信系统中，尤其是高速密集波分复用光纤通信系统中，传输过程中的累积色散成为对该类系统的主要限制。因此，对高速密集波分复用光纤通信系统进行宽带色散补偿成为一个研究热点。

随着人们对微结构光纤(又叫光子晶体光纤)的理论研究和制备技术的不断了解，人们发现通过调整光纤微结构设计，可以极大地调节光纤的色散特性,例如光纤的色散平坦特性、色散补偿特性等。

目前有关色散补偿微结构光纤的研究，主要集中在空芯、全固带隙型和空气孔-石英结构折射率引导型微结构光纤方面。但是带隙型光纤限制了导光窗口，不适于做传输介质；空气孔-石英结构的微结构光纤存在不易与传统光纤耦合、拉制过程中由于温度过高，包层中的空气孔很容易出现塌陷或形变等缺点。

由于全固折射率引导型微结构光纤采用不同折射率的介质柱代替空气孔构成，在适合做传输介质的同时具有易与传统光纤耦合、易制备等优点，能有效解决上述空芯、全固带隙型和空气孔-石英结构折射率引导型微结构光纤所存在问题。目前已有部分研究人员对全固折射率引导型微结构光纤展开研究，但他们主要对其色散平坦特性、大模面积特性等进行研究。该类光纤能有效的在光纤通信中传输信号，但都不具备色散补偿特性，无法对光纤通信传输过程中的累积色散进行补偿。

目前未见研究人员对全固折射率引导型微结构光纤的色散补偿特性展开研究，仅发现两篇与全固色散补偿微结构光纤密切相关的报道。一是Gautam Prabhakar等设计一种局部全固色散补偿折射率引导型微结构光纤，该光纤虽然具有单点色散补偿特性或宽带色散补偿特性，但该光纤仍然含有两层圆形空气孔，存在不易与传统光纤耦合、拉制过程中由于温度过高，包层中的空气孔很容易出现塌陷或形变等缺点。二是贺冯良等设计一种全固色散补偿带隙型微结构光纤，该光纤虽然具有多零色散点特性和负色散补偿特性，但该光纤为带隙型光纤，限制了导光窗口，不适于做传输介质。

发明内容

本发明目的在于提供一种易制备、易与传统光纤耦合、能对高速密集波分复用光纤通信传输过程中的累积色散进行宽带色散补偿并且能为光纤通信系统提供有效传输介质的全固态宽带色散补偿折射率引导型微结构光纤。

本发明包括内、外层纤芯圆柱、包层圆柱以及基底材料，其中基底材料为纯石英，内层纤芯圆柱为掺锗的纯石英棒，外层纤芯圆柱为一层按照正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；包层圆柱为按照正六边形紧密排列的掺氟或硼的纯石英棒；内层纤芯圆柱的折射率大于基底材料折射率，基底材料折射率大于外层纤芯圆柱折射率，外层纤芯圆柱折射率大于包层圆柱折射率；所有包层圆柱的直径相同，并且大于外层纤芯圆柱直径，内层纤芯圆柱直径大于外层芯圆柱直径；所有圆柱的柱间距相等。

所述基底材料折射率为1.45；

所述内层纤芯圆柱的折射率为1.45～1.485；

所述外层纤芯圆柱的折射率为1.44～1.45；

所述包层圆柱的折射率为1.425～1.44；

所述内层纤芯圆柱直径为1.2～2.0μm；