[发明专利]一种超宽带平坦的全光纤型圆起偏器及制作方法

权利要求书

1.一种超宽带平坦的全光纤型圆起偏器的制作方法，其特征在于，包括步骤：

根据双螺旋手征长周期光纤光栅将纤芯基模耦合至高阶包层模所满足的第一相位匹配条件计算所述双螺旋手征长周期光纤光栅工作在色散转折点时的光栅周期范围；

对所述双螺旋手征长周期光纤光栅引入啁啾，得到双螺旋啁啾型手征长周期光纤光栅；

根据所述光栅周期范围获取所述双螺旋啁啾型手征长周期光纤光栅中每个光栅段的光栅周期，其中，所述光栅周期随着光纤轴位置变化；

在局部坐标系中建立所述双螺旋啁啾型手征长周期光纤光栅中右旋圆偏振的纤芯模式与左旋圆偏振的包层模式之间相互作用下的目标耦合方程；

根据所述光栅段输出端与输入端的振幅关系，结合所述目标耦合方程，计算每个所述光栅段的长度；

根据所述光栅周期和所述长度制作得到所述全光纤型圆起偏器。

2.根据权利要求1所述的超宽带平坦的全光纤型圆起偏器的制作方法，其特征在于，所述第一相位匹配条件为：

λ_res＝(n_eff,01-n_eff,0n)Λ

其中，λ_res表示谐振波长，Λ表示光栅周期，n_eff,01表示LP₀₁纤芯基模的有效折射率，n_eff,0n表示LP_0n包层模的有效折射率。

3.根据权利要求1所述的超宽带平坦的全光纤型圆起偏器的制作方法，其特征在于，每个所述光栅段的所述光栅周期为：

Λ＝Λ₀+cz

其中，Λ₀表示啁啾周期的起始周期大小，z为光纤轴向位置，z取值范围从0到L，c＝ΔΛ/L，c表示啁啾系数，ΔΛ表示啁啾光栅总的周期变化量。

4.根据权利要求1所述的超宽带平坦的全光纤型圆起偏器的制作方法，其特征在于，在局部坐标系中建立所述双螺旋啁啾型手征长周期光纤光栅中右旋圆偏振的纤芯模式与左旋圆偏振的包层模式之间的目标耦合方程，包括：

在局部坐标系中建立第一坐标系、第二坐标系偏振纤芯模和包层模的圆偏振模耦合方程；

基于所述右旋圆偏振的纤芯模式与所述左旋圆偏振的包层模式之间的相互耦合作用，以及所述双螺旋啁啾型手征长周期光纤光栅的将纤芯基模LP₀₁耦合至高阶包层模LP_0n所满足的第二相位匹配条件，对所述圆偏振模耦合方程进行简化，得到所述目标耦合方程。

5.根据权利要求4所述的超宽带平坦的全光纤型圆起偏器的制作方法，其特征在于，所述圆偏振模耦合方程为：

其中，κ和κ'均表示耦合系数，τ(τ＝2π/P)表示旋扭率，P表示光纤螺距，表示右旋的圆偏振纤芯层的振幅，表示右旋的圆偏振纤芯层的振幅，表示左旋的圆偏振纤芯层和包层的振幅，表示右旋的圆偏振纤芯层和包层的振幅，β_co表示理想各向同性光纤中芯层模HE₁₁的传播常数，分别表示不同模式的归一化的电场分布，上标x或y表示模式的主要横向分量的偏振方向，ε₀表示介电常数分布的各向同性部分，Δε_x表示x偏振模式下介电常数分布的各向异性扰动部分，Δε_y表示y偏振模式下介电常数分布的各向异性扰动部分，j表示复数，ω表示光波角频率，s表示积分面积。

6.根据权利要求4所述的超宽带平坦的全光纤型圆起偏器的制作方法，其特征在于，所述第二相位匹配条件为：

λ_res＝(n_eff,01-n_eff,0n)Λ(z)

其中，λ_res表示谐振波长，Λ表示光栅周期，z表示光纤轴位置，n_eff,01表示LP₀₁纤芯基模的有效折射率，n_eff,0n表示LP_0n包层模的有效折射率。