[发明专利]一种轨道角动量传输的环形微结构光纤及制备方法

权利要求书

1.一种轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，环形微结构光纤包括：

内包层区，所述内包层区包括若干空气孔，所述空气孔周期性分布；

外包层区，所述外包层区包括具有空气孔的第一外包层区和实心的第二外包层区；

环形纤芯区，位于所述内包层区和所述第一外包层区之间，于实心的所述环形纤芯区中传输光波导；

其中，所述光波导的传输方式为轨道角动量模式，所述轨道角动量模式的可传输模式的数量大于2；

所述内包层区、所述环形纤芯区和所述外包层区均采用同一种材料；

制备方法包括如下步骤：

步骤S1，将若干个第一毛细管堆栈形成径向截面为正六边形的堆栈体，将所述堆栈体嵌套入一第一石英管中，并于所述堆栈体的外围与所述第一石英管的内壁之间的间隙中填充若干根不同直径大小的支撑毛细管；

步骤S2，若干根第二毛细管环绕于所述第一石英管的外壁设置，使每根所述第二毛细管和所述第一石英管的外壁紧贴，并于所有所述第二毛细管的外围套设一第二石英管，并进行高温拉伸，得到预制中间体；

步骤S3，于所述预制中间体外套设一第三石英管，得到一光纤预制棒；

步骤S4：对所述光纤预制棒进行光纤拉丝，并于光纤拉丝过程中分别控制所述光纤预制棒中的各区域的正负压力，得到环形微结构光纤，所述环形微结构光纤包括由所有所述第一毛细管和所述支撑毛细管熔融后形成的具有空气孔的所述内包层区、由所述第一石英管熔融后形成的所述环形纤芯区、由所有所述第二毛细管熔融后形成的具有空气孔的所述第一外包层区、以及由所述第二石英管熔融后形成的所述第二外包层区。

2.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，制备所述内包层区、所述环形纤芯区和所述外包层区的材料为石英玻璃，或多组分软玻璃，或高分子材料；

所述多组分软玻璃中含有氧化碲、氧化锗、氧化锂、氧化锌、硫化物、硒化物、碲化物、氟化物、碘化物或磷化物中的一种；

所述高分子材料为碳链高聚物，或杂链高聚物，或元素有机高聚物，所述碳链高聚物为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚醚砜树脂、或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述杂链高聚物为聚酰胺、聚酰亚胺、或聚丙烯酰胺中的一种。

3.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，

所述内包层区中所述空气孔的直径为5um至40um。

4.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述第一外包层区中所述空气孔的数量大于6；

所述第一外包层区中所述空气孔直径为5um至40um。

5.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述环形纤芯区的内直径为5um至600um，所述环形纤芯区的外直径为10um至800um，所述环形纤芯区的厚度为5um，200um。

6.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述第二外包层区的直径为100um至1000um。

7.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述轨道角动量模式的可传输模式的数量为30至52。

8.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述第一毛细管和所述第二毛细管的内外径比均大于0.5。

9.根据权利要求1所述的轨道角动量传输的环形微结构光纤的制备方法，其特征在于，所述第一毛细管和所述第二毛细管的内外径比相同，且所述第一毛细管的直径和所述第二毛细管的直径相同。