[发明专利]电磁波导

说明书

本发明涉及波导领域。本发明更具体地涉及一种管状电磁波导(1)，所述管状电磁波导包括：中空中心部分(2)，其由围绕该中空中心部分(2)环形分布的第一组至少七个初级中空管(8、9、10、11、12、13、14)限定；和第二组管，其包括至少一个中空次级管(6)；当存在多个中空次级管围绕初级中空管(8、9、10、11、12、13、14)环形定位时，至少一个中空次级管(6)的面积是中空中心部分(2)的面积的0.35至0.50倍。第一组的中空管(8、9、10、11、12、13、14)的尺寸基本相同且彼此相距一定距离。

技术领域

本发明涉及电磁波导的领域，特别是通过抑制耦合机制并且特别是光学、太赫兹和微波域中的波。

本发明提出了一种波导，其允许单模引导，并且在一些情况下，在波导中保持电磁波的偏振。

背景技术

当前使用或研究几种类型的中空光纤。

在这些类型的光纤中，存在通过光子禁带(也称为BIP)引导的具有光子晶体的中空光纤或微结构化中空光纤。这种光纤在非线性光学、光频转换和光谱学领域是有益的。然而，这种类型的光纤具有局限性，特别是在以下方面：

a.线性损耗：对于约为1.5μm的波长，所述线性损耗达到约1dB/km，对于更短的波长(诸如可见光域中的波长)，该值迅速增加，对于这些可见光域中的波长，线性损耗可能达到约为1000dB/km；

b.高功率激光器的延迟：由于光纤芯中的导模与其二氧化硅轮廓显著重叠；呈现的损伤阈值仅略高于相同直径的实芯光纤；

c.带宽：中空BIP光纤的传输带很窄，约为70THz。这些传输带对于诸如非线性光学、频率转换、极短激光脉冲之类的应用来说太窄；

d.色散：尽管在空气中引导，但中空BIP光纤中的色散太高且结构太复杂，这给诸如高分辨率光谱或短激光脉冲之类的应用带来了问题，并且也限制了这种类型的光纤中的单模引导。

通过抑制耦合机制引导的当前中空光纤使得可以在具有相对低色散但具有相对高损耗的宽传输带上引导光。这种类型的光纤的损耗通过使用具有内摆线轮廓的芯来衰减。

当前的研究旨在进一步降低这种类型的光纤的损耗。

此外，由于当前的光纤本质上是多模的，这限制了它们在某些领域(例如电信)中的应用。

发明内容

本发明的主题是一种基于抑制耦合机制的电磁波导，其包括中空中心部分，该中空中心部分的轮廓由围绕中心中空部分环形分布的的第一组至少七个初级中空管至少部分地限定，所述初级中空管的尺寸基本相同、彼此间隔开。根据本发明，所述波导还包括第二组管，所述第二组管包括至少一个中空次级管：当存在多个中空次级管时，所述多个中空次级管围绕初级管环形地定位，所述至少一个中空次级管的面积为中心中空部分的面积的0.35至0.50倍。

初级管能够固定到次级管或固定到支承次级管的包层的壁。

中心中空部分的面积是指在第一组中空管的环形布置内内切的圆的面积。

有利地，中心中空部分的面积与至少一个中空次级管的面积之间的比率或标度律使得可以限制根据本发明的波导的损耗。

有利地，根据本发明的波导尤其例如通过过滤芯的四个第一高阶模式来执行单模波导，以便仅保留芯的基模。

在一个特别有利的实施例中，至少一个中空次级管定位为与第一中空管相对。

在另一个特别有利的实施例中，至少一个中空次级管定位为与两个初级中空管之间的间隙相对。

有利地，初级管能够呈现具有以下形状之一的横截面：

a.圆；

b.椭圆；