[发明专利]负曲率反谐振空芯光纤

说明书

一种负曲率反谐振空芯光纤，由外而内依次包括：外包层、第一毛细管层和第二毛细管层，其中：第二毛细管层的每根毛细管中分别设有第三毛细管，作为第一反谐振层的第一毛细管层由多个旋转对称分布的第一毛细管组成且第一反谐振层的外壁与外包层的内壁相切；作为第二反谐振层的第二毛细管层由多个旋转对称分布的第二毛细管组成且第二毛细管仅设置于第一反谐振层的包层表面的单一位置连接至第一毛细管，第三毛细管连接至对应的第二毛细管，第一毛细管与第二毛细管相互支撑以实现第一反谐振层的定位。本发明通过在外环包层内表面均匀排列毛细管，并以其作为基准，在每两个毛细管形成的凹型区域出放置一个管状元件，并且同时引入反谐振管的第二环在空芯光纤的包层中提供了附加的曲率。

技术领域

本发明涉及的是一种光通信技术领域的技术，具体是一种负曲率反谐振空芯光纤。

背景技术

常规的实芯光纤例如阶跃折射率光纤，纤芯使用较高折射率的材料，包层使用较低折射率的材料，以便通过全反射来导光。目前广泛使用的实芯光纤由于纤芯适应基质材料的非线性、色散、光致损伤和紫外中红外不通光等本征缺陷，大大限制了其在通信数据传输等某些领域的应用。

在反谐振光纤中，通过环绕多个玻璃支柱，将空气中的光线限制在纤芯中。由于支柱能有效地排斥光线，在反谐振纤维中，通常散射损耗可以忽略不计。在反谐振纤维中，损耗主要是泄漏损耗。另外，由于玻璃支柱之间交接处有节点存在，尤其是这些节点具有不同和多种厚度，在反谐振区域内引入杂散及光谱稠密的谐振，产生了额外损耗。

发明内容

本发明针对现有反谐振负曲率空芯光纤限制损耗大，非接触式管环结构均匀性无法保证，多层反谐振结构制备难度大的技术问题，提出一种负曲率反谐振空芯光纤，本发明能够提供抑制模式耦合效果，进一步降低光纤的损耗，同时引入反谐振管的第二环在空芯光纤的包层中提供了附加的曲率，改善了反共振反射，确保了纤芯中更好的光限制。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种负曲率反谐振空芯光纤，由外而内依次包括：外包层、第一毛细管层和第二毛细管层，其中：第二毛细管层的每根毛细管中分别设有第三毛细管，作为第一反谐振层的第一毛细管层由多个旋转对称分布的第一毛细管组成且第一反谐振层的外壁与外包层的内壁相切；作为第二反谐振层的第二毛细管层由多个旋转对称分布的第二毛细管组成且第二毛细管仅设置于第一反谐振层的包层表面的单一位置连接至第一毛细管，第三毛细管连接至对应的第二毛细管。

所述的第三毛细管与第二毛细管的连接点具体为第二毛细管连接到外包层内壁。

所述的外包层、第一毛细管层、第二毛细管层和第三毛细管由玻璃制成，可选地，由硅制成。

本发明涉及上述负曲率反谐振空芯光纤的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、毛细管拉制：使用玻璃管，分别拉制三种不同半径的毛细管；

步骤2、预制棒制备，具体包括：

2.1.在套管的内壁沿内圆周方向均匀排列n根管状元件，使它们间隔开且不互相接触，从套管两端分别插入一个圆环形第一模具，使第一管状元件毛细管被固定在第一模具的外表面和套管的内表面之间；

2.2.在第一管状元件毛细管形成的凹型区域放置n/2个第二管状元件毛细管，从套管两端分别插入一个圆形第二模具用于固定第二管状元件；

步骤3、对步骤2制备得到的预制棒进行拉制处理，并对得到中间体进行光纤拉丝处理，得到负曲率反谐振空芯光纤。

所述的拉制处理，在组装完成后无需在预制棒阶段进行过多复杂的操作，其结构的稳固性可保证在预制棒进入拉丝炉前结构不变，不需像其他制备方案中，在预制棒进入拉丝炉之间先进行焊接操作，而焊接操作的热源稳定性与人为操作手法不可避免会对预制棒结构均匀性进行一定程度的破坏。

技术效果