專利名稱：：用于低損耗、緊光纖彎曲應(yīng)用的布置孔的光子晶體光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種孔助光纖設(shè)備及制造和使用該設(shè)備的方法。本發(fā)明還涉及光學(xué)設(shè)備及制造該設(shè)備的方法，所述設(shè)備例如是用于耦合至少兩個光纖的端部之間的光的對接耦合為。
背景技術(shù)：
：光纖通常具有玻璃基絲，其具有由一個或多個具有適當(dāng)折射率的包層同心地包圍以通過全內(nèi)反射引導(dǎo)光的芯。外包層同樣典型地由外層覆蓋。光纖能夠設(shè)計成單模光纖或多模光纖。光纖設(shè)計被提出具有中空芯，有時稱作"多孔光纖"或"光子晶體"光纖(PCF)或微觀結(jié)構(gòu)光纖。制造微觀結(jié)構(gòu)或PCF光纖的已知方法包括使用圓柱形管或毛細孔的堆疊陣列和/或在光纖預(yù)制體上鉆出縱向孔或洞。JP2005-338436描述了一種孔助光纖，其包括在圍繞芯的包層中的孔環(huán)?？椎某叽绾蛿?shù)量由以下公式限定，該公式限定了最大大約61%的孔39%的玻璃作為圍繞通過孔的圓的孔量。在現(xiàn)在廣泛使用的光學(xué)分配架中，來自中心局纜線的單模光纖必須修改成通向用戶的光纖，即光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)。來自中心局的光纖和來自用戶的光纖通常來自地下，因此當(dāng)兩個平行定位的光纖成直線連接或疊接時需要提供網(wǎng)絡(luò)集線器內(nèi)的光纖回路。由于迄今為止使用的成直線疊接構(gòu)造需要的光纖剩余長度，導(dǎo)致了儲存和管理的問題，從而增加了連接器柜的尺寸和涉及制造和改變連接的工作的復(fù)雜性。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供的微觀結(jié)構(gòu)光纖或光子晶體光纖具有摻雜的實心芯區(qū)域和包層區(qū)域，在包層區(qū)域提供孔，由于微觀結(jié)構(gòu)包層，所述光纖比傳統(tǒng)光纖具有低混合疊接損耗并且能夠緊彎曲。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，包層區(qū)域包含多個圍繞芯并與芯隔開的孔。這些孔優(yōu)選地圍繞芯對稱地定位并沿光纖的長度縱向延伸。孔可為圍繞芯對稱地布置的兩個或更多D形孔或截頭D形孔。在其他實施例中，孔包括以環(huán)的形式圍繞芯對稱地布置的孔結(jié)構(gòu)?？卓刹贾镁哂忻鎸π镜挠蓤A弧(例如相等的圓弧)形成的內(nèi)側(cè)。在弧之間可提供稱作毛細孔(即小孔)的圓孔。根據(jù)本發(fā)明，任意數(shù)量的孔可圍繞芯，優(yōu)選的數(shù)量為三個或更多。在本發(fā)明的實施例中，通過將圓疊加在包層上并以芯為中心，并且確定被圓所切的材料多少是孔，多少是包層，從而限定大量玻璃。應(yīng)選擇圓的位置使得包層的材料量(其為被圓所切的孔)最大。根據(jù)本發(fā)明的實施例，被至少一個這種圓所切的材料包括例如多于60%、多于70%、多于80%、多于90%、或多于95%的孔而不是包層。光纖由于孔的存在具有改進的彎曲性能的優(yōu)點。這些孔可布置具有由圍繞芯區(qū)域的圓弧限定并徑向向外延伸的內(nèi)邊緣?；≈g可布置更小的圓孔，稱為毛細孔。光纖可彎曲至5mm或更小的半徑。4根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了對接耦合器用于耦合至少兩個光纖的端部之間的光，所述端部基本上彼此面向同一個方向，其中耦合器包括一段光導(dǎo)元件，其繞5mm或更小的半徑彎曲近似為或精確地為90。，或彎曲近似為或精確地為180°，或彎曲為任意中間角度，耦合器還包括保持裝置，該保持裝置以相對彼此的距離保持光導(dǎo)元件的相對端部，所述距離對應(yīng)于所述光纖被耦合的各自端部的間隔距離，其中所述光導(dǎo)元件為一段根據(jù)本發(fā)明的實施例的孔助光子晶體光纖(HA-PCF)。本發(fā)明尤其涉及熔融光纖光學(xué)耦合器。本發(fā)明還提供了機械或插入式耦合器。光纖可使用例如對準(zhǔn)器對準(zhǔn)，或者不對準(zhǔn)。例如進出光纖的端面能夠在架的前板條處通過使光彎曲一定角度(例如180°)的HA-PCF接到一起。本發(fā)明允許兩個平行定位光纖通過插座連接，例如避免了當(dāng)這些光纖被成直線連接或疊接時在網(wǎng)絡(luò)集線器內(nèi)制造回路的需要。該連接可為永久性或可拆除的。本發(fā)明的實施例允許光纖的剩余長度在能夠使用適合插頭結(jié)合的光學(xué)耦合器處被提供。這種方法還能夠以低成本勞動力進行現(xiàn)場安裝。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于提供了具有簡單插入式裝置的光纖之間的連接，使得光纖不需要精確地成直線相互定位。而且本發(fā)明還能夠增加架上的光纖密度并便于光纖識別。HA-PCF為能夠連接平行定位的光纖的端面的低半徑彎曲、低損耗孔助光纖。對接耦合器中使用的HA-PCF可為包括芯玻璃區(qū)域和包層玻璃區(qū)域的孔助光纖，其中包層玻璃區(qū)域包含多個相互隔開以圍繞芯玻璃區(qū)域的孔。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，包層區(qū)域包含多個圍繞芯并與芯隔開的？L。這些孔優(yōu)選地圍繞芯對稱地定位并沿光纖的長度縱向延伸?？卓蔀閲@芯對稱地布置的兩個或更多D形孔或截頭D形孔。在其他實施例中，孔包括以環(huán)的形式圍繞芯對稱地布置的更多個孔結(jié)構(gòu)。孔可布置具有由圓弧(例如相等的圓弧)限定并徑向向外延伸的內(nèi)邊緣。在弧之間可提供稱作毛細孔的圓孔。根據(jù)本發(fā)明，任意數(shù)量的孔可圍繞芯，優(yōu)選的數(shù)量為三個或更多。在本發(fā)明的實施例中，圍繞包層內(nèi)以芯為中心的至少一個圓看到的大量包層包括例如由多于60%、多于70%、多于80%、多于90%、或多于95%的孔制成。應(yīng)選擇圓的位置使得包層的材料量(其為被圓所切的孔)最大。光纖由于孔的存在具有改進的彎曲性能的優(yōu)點。本發(fā)明任意實施例的孔能夠填充折射率小于包層玻璃折射率的氣體或液體?？卓刹贾贸衫@芯區(qū)域的圓弧?；≈g可布置更小的圓孔，稱為毛細孔。本發(fā)明的上述概述不是窮盡的也不是描述本發(fā)明的每個所示實施例或每個應(yīng)用，隨后附圖和詳細描述將更詳細地示出本發(fā)明的實施例。參照下面的附圖進一步描述了本發(fā)明，其中圖1至5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的光纖。圖6和7示出了W02006-06068709的圖1A和1B的光纖作為比較的例子。圖8-10示出了根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的光纖。圖11-13示出了使用根據(jù)本發(fā)明的任意實施例的光纖的光學(xué)設(shè)備。圖14是用于確定孔/包層比例的示意圖。具體實施例方式本發(fā)明將參照具體實施例并參照某些附圖描述但是本發(fā)明不限于此而是僅僅由權(quán)利要求限制。所示附圖僅為示例性的而非限制性的。在附圖中，一些元件的尺寸可放大且為了示出目的而不是按比例繪制。尺寸和相對尺寸不對應(yīng)于本發(fā)明實踐的實際縮減。此外，說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語"第一"和"第二"等用于區(qū)別類似元件但不必是描述序列或前后順序。應(yīng)理解的是所使用的術(shù)語在適當(dāng)情況下是可互換的，且本文所述的本發(fā)明的實施例能夠以與本文所述或所示不同的其他序列操作。應(yīng)注意權(quán)利要求中使用的術(shù)語"包括"不應(yīng)解釋為限制為其后所列的裝置；其不排除其他元件或步驟。因此應(yīng)解釋為說明涉及的所述特征、整體、步驟或部件的存在，但是不排除一個或多個其他特征、整體、步驟或部件或其組合的存在或添加。因此，"包括裝置A和B的設(shè)備"的表達的范圍不應(yīng)限制為只由部件A和B構(gòu)成的設(shè)備。其意味著對于本發(fā)明，設(shè)備的僅相關(guān)部件為A和B。本發(fā)明涉及孔助光纖設(shè)備，尤其是能夠利用根據(jù)本發(fā)明的光纖的對接耦合器或其他光學(xué)設(shè)備。本發(fā)明尤其涉及熔融光纖光學(xué)耦合器。然而，本發(fā)明不限于此并包括機械耦合器，例如在耦合器中使用V形槽來對準(zhǔn)光纖。本發(fā)明的孔助光纖能夠提供在寬的帶寬上的單模操作和多模操作。本發(fā)明提供了可有效耦合到單模光纖的光纖?？字饫w由于對芯周圍的折射率的控制(即通過孔中的內(nèi)容物來使其降低)而提供了更大的彎曲容差。本發(fā)明提供了新穎的微觀結(jié)構(gòu)光纖或光子晶體光纖。術(shù)語微觀結(jié)構(gòu)或光子晶體光纖被同義地使用。本發(fā)明利用了將孔引入包層使得光纖的光導(dǎo)性質(zhì)被設(shè)計。根據(jù)本發(fā)明的光纖包括具有微觀結(jié)構(gòu)包層的實心芯并且由于微觀結(jié)構(gòu)包層而比傳統(tǒng)光纖具有低混合疊接損耗并且能夠緊彎曲。芯優(yōu)選地?fù)诫s?？墒褂萌魏芜m合的摻雜材料，其中Ge僅是一個例子。本發(fā)明的光纖不是必須落入光子帶隙光纖的類別，在光子帶隙光纖中光被微觀結(jié)構(gòu)包層產(chǎn)生的光子帶隙限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例的PCF光纖可包括芯(或芯區(qū)域)和包層(或包層區(qū)域)。芯和包層區(qū)域可由玻璃材料制成，但是也可由任意其他適合材料制成。例如，芯能夠包括摻雜以改變折射率或未摻雜的硅土材料。包層區(qū)域能夠包括單包層或多包層。另外，包層區(qū)域可由除了玻璃以外的其他材料構(gòu)成，諸如含氟聚合物、含氟彈性體和硅樹脂等?？商鎿Q地，芯能夠包括較高折射率材料的中心桿。芯能夠具有適于具體操作的直徑。另外，光纖能夠包括一個或多個包圍包層區(qū)域的涂層。一個或多個傳統(tǒng)的緩沖涂層可在光纖上縱向應(yīng)用。保護性涂層可包圍包層區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的方面，包層區(qū)域包含多個圍繞芯并與芯隔開的孔。這些孔優(yōu)選地圍繞芯對稱地定位并沿光纖的長度縱向延伸。孔可為圍繞芯對稱地布置的兩個D形孔或截頭D形孔。在其他實施例中，孔包括以環(huán)的形式圍繞芯對稱地布置的多個孔結(jié)構(gòu)?？卓刹贾贸上嗟鹊膱A弧。在弧之間可提供稱作毛細孔的圓孔。根據(jù)本發(fā)明，任意數(shù)量的孔可圍繞芯，優(yōu)選的數(shù)量為三個或更多。在本發(fā)明的實施例中，包層內(nèi)以芯為中心的一個圓中的大量玻璃或其他包層材料包括例如多于60%、多于70%、多于80%、多于90%或多于95%的孔。光纖由于孔的存在具有改進的彎曲性能的優(yōu)點。確定孔和包層的量的方法在圖14a和14b中示意性地示出。圖14a示出了具有中心芯和圍繞其同心布置的孔的光纖。如圖14b所示，至少一個圓以芯為中心疊加在包層上，并且確定被圓所切的孔或包層材料的量占被圓所切的所有材料的百分比。應(yīng)選擇圓的位置使得包層的材料量(其為被圓所切的孔)最大。PCF光纖的一個或多個孔能夠填充折射率小于周圍包層區(qū)域折射率的氣體或液體。優(yōu)選地，孔可填充空氣以提供單個孔區(qū)域的低折射率。芯周圍的多個孔的存在降低了包層的折射率。另外，接近或遠離芯的一個或多個孔的放置能夠被調(diào)節(jié)以匹配其耦合的單模光纖。作為適合光纖的例子，本發(fā)明提供了光纖的各實施例。實施例1例如，圖la和lb示出了摻雜芯2，其中包層中的雙D形孔4形成可在一個平面中緊彎曲的pcf光纖(實施例l)，例如彎曲成5mm的半徑。表1和2給出了此光纖的模擬結(jié)果。表1示出了d(芯中心和孔邊緣之間的間隔)、R孔(孔為半徑R的半圓)、芯和芯摻雜的半徑的專用設(shè)置。摻雜可為Gc并且包層可為硅土。在經(jīng)過18(T彎曲成5mm半徑的情況下(即本發(fā)明的范圍內(nèi))，總鏈路損耗值小于0.7dB，更優(yōu)選地小于0.6dB，最優(yōu)選地小于0.5dB被認(rèn)為是良好的。對于這些損耗值，它們還可給出負(fù)值，在這種情況下優(yōu)選的損耗應(yīng)小于這些損耗的絕對值。圖la示出了包層4中的兩個D形孔，其關(guān)于芯2對稱地布置，其中"D"的平邊彼此面對。每個D形孔可為半徑"R"的半圓。芯中心和"D"的平面之間具有間隔"d"。圖lb示出了繞芯2對稱地定位的兩個截頭D形孔。圖2a示出了隨孔半徑R和位置d而變的總鏈路損耗，由此總鏈路損耗由在1550nm時的總鏈路損耗加上在1310nm時的總鏈路損耗而限定?？倱p耗模擬了pcf光纖以180。幾何形狀到smf-28光纖的兩個耦合。從圖中可以看出對于間隔"d"的適度的小值能夠得到低鏈路損耗，即芯周圍的大量材料由孔形成。例如利用低至8或9微米的值。柏列特圖分析(Parctoanalysis)示出了對于總鏈路損耗和彎曲損耗，只有兩個參數(shù)是重要的——距離"d"(芯中心和孔邊緣之間的間隔)和半徑"R"(孔為半徑R的半圓的每個部分)。d的值越低，R的值越高，結(jié)果就越好，如表1所示。7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>玻璃或其他包層材料包括例如多于60%、多于70%、多于80%、多于90%或多于95%的孔。ha-pcf光纖到SMF-28單模光纖之間的耦合的鏈路損耗的更優(yōu)化的圖可從下面獲得:鏈路損耗=0.13908-4.082210—4X寬度臂_0.0114656X內(nèi)徑-1.507910—4X外徑r增加-5.387510—6X寬度臂X寬度臂+0.00336563X內(nèi)徑X內(nèi)徑-1.65110—5X外徑r增加X外徑r增加+2.612510—5X寬度臂X內(nèi)徑-l10—8X寬度臂X外徑r增加+2.14510—5X內(nèi)徑X外徑r增加。進一步的優(yōu)化在圖2b和2c中示出。圖2b示出了隨R孔和d而變的總鏈路損耗。對于5mm半徑的180°彎曲而言，等于或優(yōu)于0.5dB(優(yōu)選地等于或優(yōu)于0.25dB)的總鏈路損耗值被認(rèn)為是對應(yīng)于本發(fā)明的(即區(qū)域A、B、C內(nèi)的設(shè)計)。圖2c示出了隨芯直徑和d而變的總鏈路損耗。對于5mm的180。彎曲而言，等于或優(yōu)于0.5dB(優(yōu)選地優(yōu)于0.4dB，最優(yōu)選地小于0.3dB)的總鏈路損耗值被認(rèn)為是對應(yīng)于本發(fā)明的(即區(qū)域A、B、C、D、E、F、G內(nèi)的設(shè)計)。實施例2圖3A和B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例，包括繞芯2同心布置的緊密填裝孔6的環(huán)。例如，孔6可近似為正方形或長方形或梯形(圖3A)或者為圓形或橢圓形或卵形(圖3B)。圖3B示出了孔助光纖的制造的樣品。孔形狀和尺寸的變化不顯著影響光纖的總體性能，只要圍繞圓的孔與包層的比例不受顯著的影響即可。如這些實施例所示，包層內(nèi)以芯為中心的一個圓中的大量玻璃或其他包層材料包括孔，例如多于60%、多于70%，多于80%、多于90%或多于95%為孔。10外孔r內(nèi)包層半徑表3寬度臂d芯塊類型運行順序木亍準(zhǔn)順序卜s21.96t寸02rs卜卜s2990199s836ZZ591-982/589r9Zw卜s91-9.9999s929.99t9.8T99.929SS9t9.9ii<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表5如圖4所示，本發(fā)明還提供了光纖，其具有摻雜的芯2并結(jié)合包層中徑向延伸的柱孔結(jié)構(gòu)，該光纖在所有方向可彎曲到緊半徑(實施例II.A)，例如彎曲到5mm。表3給出了此<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>光纖的模擬結(jié)果?？?在包層中繞芯2同心地布置，每個孔具有由圓弧限定的內(nèi)邊緣?？自趶较蚍较蜓由爝h離芯。而且在該實施例中，包層內(nèi)以芯為中心的一個圓中的大量玻璃或其他包層材料包括孔，例如多于60%、多于70%、多于80%、多于90%或多于95%為孔。可替換地，如圖5所示，本發(fā)明提供了光纖，其具有摻雜的芯并結(jié)合柱孔結(jié)構(gòu)，其為了更好的剛性而在臂之間具有小毛細孔(實施例II.B)，該光纖可彎曲到緊半徑，例如彎曲到5mm。表4和5給出了此光纖的模擬結(jié)果?？?在包層中繞芯2同心地布置，每個孔為在徑向方向延伸的圓弧，孔6之間具有毛細孔8。而且在該實施例中，包層內(nèi)以芯為中心的一個圓中的大量玻璃或其他包層材料包括孔，例如多于60%、多于70%、多于80%、多于90%或多于95%為孔。模擬給出了在孔之間具有8個實心臂的光纖的下列結(jié)果(實施例IIa)。對SMF-28光纖進行了耦合模擬，給出了0.057dB的在1310nm時波長的耦合損耗和0.043dB的在1550nm時波長的耦合損耗，而在1310nm時5mm彎曲半徑的彎曲損耗(5mm半徑的dB/180°)為5.909X10—6并在1550nm時為6.211X10—7。對于相同設(shè)計但臂之間具有毛細孔(實施例lib)還模擬了到SMF-28光纖的耦合，耦合損耗在1310nm時等于0.125dB并在1550nm時等于0.043dB，而5mm彎曲半徑的彎曲損耗(5mm半徑的dB/180°)在1310nm時等于3.318X10—7并在1550nm時等于2.138X10—7。在本發(fā)明范圍內(nèi)，5mm半徑的180°彎曲的總鏈路損耗值為0.7dB或更小，或更優(yōu)選地0.6dB或更小，或最優(yōu)選地0.5dB或更小。所有模擬都是在光波長為1310nm和1550nm的情況下進行。比較結(jié)果還進行了比較模擬來與根據(jù)W02006-068709的光纖設(shè)計相比較。比較例子1和2的設(shè)計如下所示AT1310NMStraightfiber:1.44755.45"6e-00799.2799.27Bentfiber:5柳bendradius1.44006"00.!>;t9.22891e-O0S9-"H87p-005AT1550NMStraightfiber:1.44626-2.6"56e-01199,086999.0869Bentfiber:5mmbendradius1.4464464.935464-93511.436911470.270.000b77柳0.'細fc778931.434772613-061.3S86le-0071.35724e-007AT1250NM-straightfi'ber"4785l-32875e-德98.33865u卿aryofanalysisresults--At1310NM:-couplingofsuraiglrtHA-fibertoSMf-28(加)-0.0318182-Fundamentalmodepropagationloss-straightfiber(dB/m):5.45356e-007-Sumot'modepropagationlossbenrfiber(dB/n):0,00203082-Sumofmodepro^agaiiunlo"-bera'"fiber《dB/180'):-3-l9e-O0!iAt1550NM:t-Couplingofstraightha-f")ertosm「.2S《dB):--O.0398375*■-Fundamentalmodepropagationloss-straightfiber(dB/m)-2-61756e-01:-Sumofmodepropd"iionloss-bentfMber(dB/m):1022.63-Sumotmodepropaqar、onlo"bentfiber《dB/18(T):-16.0634figureofMerit:totallink"lovs=2xcouplingloss■>180'bendinglossTotal"linklubs=-0.0636684at"lOnmTotal.link化ss--16.1431atI550nmTotallinkloss(combined)-H206K14比較例子2AT131,Bern:fiber:5mmbendradius1.44483丄08.附0.00183413O.OCUiJ:""1.4424/858.1780.056116B0.0S6"6;']..440921424-019-91702e-0079，91-58^-007ATstraightfiber二1.446264.28436c-01199.067299.0672Bern:f化er:5nwnbendradius1.446423.07"89.743589.743530.42170.66395'/1.44128799.8B21.4923Be-005U2'7t、.005:l.43848664.9563.677&8e-0053.677B&e-005-straightfiber_6-0221"-0081.80838々.S2W3e-Oil57.69780.203069102.9820.003358195u卿aryofanalysisresults:At1310NM:-couplingofstraightHA-fiberto(dB);-0,0461283-Funda鵬nta飛modepropagation"loss-straightfiber(加^dO:3,45517e-008-Sumofmodepropagation"loss-bera"bet.(兆/w):-S,ofinodepropagation"loss-bentfiber〖dB/180'):-0.00759715At，-CouplingofstraightKA-f化ertoSM卜28《dB》.-0.0407tm-Fundamenia1modepropagdtionloss-straightf化e廠(dB/ro):-4.28436e-01:-sumofmodepropagationloss-bent"ber(兆/m):20.9111-Sumofmodepropagationloss-berrrfiber(dB/180，)-0,32&47FigureofMerit:totallinkloss=2xco叩"hngloss+ltt(TbendinglossTotal"h'nkloss=at1310nmTotal"hnkloss=-0.409872atl"OnmTotallinkloss(combiriecO:0-509726總鏈路損耗分別為-16.2068和_0.509726。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計在圖8、9、10中示出，并示出了其180°彎曲損耗的模擬結(jié)果。總鏈路損耗是低的分別為-0.266776,-0.200925和-0.200659。這些值是重要的改進并接近完全環(huán)繞包層的空氣環(huán)的值(總鏈路損耗為-0.203473)。圖8示出了繞芯同心布置的緊密間隔孔的環(huán)。圖9為根據(jù)圖4所示實施例的光纖。圖10為根據(jù)圖5所示實施例的光纖。所有光纖都彎曲成5mm半徑。應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明的光纖能夠?qū)崿F(xiàn)5mm半徑的180°彎曲的總鏈路損耗優(yōu)于0.7dB，更優(yōu)選地優(yōu)于0.5dB，并尤其小于0.3dB。圖8的實施例15AT12M)NM1.446811.44513<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>圖9的實施例SystemParam("ers:'cort''r、"Hu',:<i.丄s-hole'a(Hu-',:20.5—armthitkness:21')AT'Straightf1,44749IIJBem:fiber.44831.44734.445390.00123501)8.133758.13375'straightr1.44626Bentfiber1，444661-44237iber,-}.ll^e-01O98.689:5加nben3radius0，0〔KH112S2".8153S丄8153her:3.77839cOU99.CU1599.01"5mmbendradlt",5.672975.672970,000648,2.242662.24266AT1250NM-straigmfiber.447832.5209(3e-00998.485.446187.78256e—0050.184536.443470.0002079890.147032Summaryofanalysisresutis:-couplingof-Fundamental-sumofmode-5uroofmode、q-couplingof-—undamental-sumotmodeSumofmode"r;n'ghtha-fibertoswr-〖dB):-0.0573146modefropagaiiun1<J5S-siraight:f"i"r(dB/m):3,11912e-010propagationloss-berrt:"be廣《d8.An):0.000376201propagaiion"loss-bentfiber《dB/18CT〉-5.90935e-006st廠ai9htHA-fiberto.SMr-M(dB):-0.CM31444modepropagationloss-siraiqhrfiber(dB/m_):-3,77839e-Oilpropagationloss-he,rrfiber(dB/m):3.95"le-005propagaTionlossbem:fiber《dB/180'):-6-2157e-007^Figureofwe「ir:Tota〗"Hnkloss=2xcouplingloss!Totallinklo"--0.11"35ai1310nm環(huán)Tm:allinkloss=-0,0862893ax:15S0nmTotallink'loss(combined)—-0.200925IttO'bendingloss圖10的實施例17Systemfarameter:,:I-toreradius:4.13I-innerc"lddrddiu'):15I-ho，t1radius:20i-cap""laryborderthi(:k:ne:、s:1.!J-capillaryoveMap:.1.5ATStraightf"ibor:;l."7497.5619t"01〗9"95!Bentfiber:5mtnbendradius1.446312，,廠/e-00535.173735.17丄,'!1-4473.34,0fime''G0554.04199atStwighifiber:々，19()9e-Oil99-0064Bernfiber:3卿be、dradiusl."6471.17"p00691.887791.8fc/1.444668."6"e-0055.70365.7036AT-siraighrtfiber!1.44783-6.9112e-OU9S，4S;'8i,44618-5.46195e-00:)1.44348O.OOOU17550-14906!)Summaryofanalysisresuhs:At13J0nm:I-Couplingofstra)'qhtHA-"berroswr28〖dB〉0、0570492I-Tuniiiime^ria—Imotjei)ru〖,agn()nlosssr「aightHber(dB/ro):7.5619e-011-Sumofmodepr0pd9amjn]os匕-bc'nt〖，ber((JB/rn):3-62208e-00i>!-suroofmodepropagationlosb-berrrfiber〖加/180'):-5.68955e-007AT-Couplingofst廠in'ghtha-fiberSM廠28(ds):0432798-Fundamentalmodepropagation，0"-straightfiber(dB/m):-2.1909e-Oil;-ofroodppropagaiion飛0s5bem.fiber(dB/m):.70009e-O0S-sumerfmodtpropagat"ionlos.'i-bentfiber。8/180'):-2,67(U9e-007;FigureofMerit:totall，'nkloss=2xcouplingloss+1B0'bendinglossTotallink:"loss豕at1310nmTotallink1o"=-0-0865599aTiS50nmTota飛"linkloss(combined)匕-O.ZO(〕t^9本發(fā)明新穎的光纖允許良好地機械耦合到單模光纖，例如G.653光纖。本發(fā)明新穎的光纖允許容易地熔融疊接到單模光纖，例如G.653光纖。本發(fā)明的光纖在可忽略的總鏈路損耗損失代價的情況下允許大約5mm的彎曲半徑。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了對接耦合器用于耦合至少兩個光纖的端部之間的光，所述端部基本上彼此面向同一個方向，其中耦合器包括一段光導(dǎo)元件，其繞5mm或更小的半徑彎曲近似為或精確地為90。，或彎曲近似為或精確地為180°，或彎曲為任意中間角度，耦合器還包括保持裝置，該保持裝置以相對彼此的距離保持光導(dǎo)元件的相對端部，所述距離對應(yīng)于所述光纖被耦合的各自端部的間隔距離，其中所述光導(dǎo)元件為一段孔助光子晶體光纖(HA-PCF)。本發(fā)明尤其涉及熔融光纖光學(xué)耦合器。本發(fā)明還提供了插入式耦合器。光纖可使用例如對準(zhǔn)器對準(zhǔn)或者不對準(zhǔn)。當(dāng)在對接耦合器中使用時，在一個區(qū)域中，光纖具有顯著彎曲使得光纖在所選區(qū)域一側(cè)的主要長度以相對于光纖在該區(qū)域另一側(cè)的長度的軸線的顯著角度定向。在各實施例中，彎曲角度可為大約90。或大約18(T。彎曲角度能夠繞小直徑支撐件緊彎曲并在某些實施例中彎曲區(qū)域可繞小直徑支撐件纏繞多圈。這種設(shè)備原理上從US5138676可知，但是其不具有本發(fā)明的新穎特征。18根據(jù)本發(fā)明的光纖光學(xué)設(shè)備可具有熔融疊接和彎曲。例如，設(shè)備可由兩個光纖形成，其中一個為根據(jù)本發(fā)明的光纖，另一個可為其他類型的光纖，例如單模光纖。為了制備耦合器，光纖的端部可除去聚合物緩沖物或套。光纖能夠通過在疊接區(qū)域的熔融疊接而結(jié)合。在根據(jù)本發(fā)明的光纖中形成可為180°的彎曲。這種具有180。彎曲的疊接便于使用且尺寸較小。兩個光纖之間的疊接可使用傳統(tǒng)熔融疊接技術(shù)利用已知熔融疊接裝置形成。光纖端部能夠被劈開并清潔。光纖端部能夠?qū)?zhǔn)，例如使用對準(zhǔn)設(shè)備，諸如具有光纖置入其中的槽的設(shè)備。光纖的端面然后接觸。光纖然后通過加熱熔融區(qū)域而結(jié)合，例如使用焰炬或電弧。彎曲以本領(lǐng)域中任意適合的已知方式形成。可替換地，熔融疊接裝置可包括適合的可移動支撐件以將一個光纖彎曲到適當(dāng)角度。彎曲角度可根據(jù)特殊應(yīng)用的需要來選擇，例如180°。然而可提供其他彎曲角度。例如90°的彎曲角，或中間角度，例如45。的彎曲角。疊接和彎曲優(yōu)選地由適當(dāng)?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)或外殼支撐。兩個光纖可由本領(lǐng)域已知的適合粘結(jié)劑保持在外殼內(nèi)。彎曲優(yōu)選地被支撐使得其不接觸外殼的側(cè)面，該接觸會使其中的光學(xué)性能退化。圖11至13示出了可利用本發(fā)明的各光學(xué)設(shè)備。它們示出了用于耦合至少兩個光纖的端部之間的光的各種類型的對接耦合器，所述端部基本上彼此面向同一個方向，其中耦合器包括一段光導(dǎo)元件，其繞5mm或更小的半徑彎曲，耦合器包括還保持裝置，該保持裝置以相對彼此的距離保持光導(dǎo)元件的相對端部，所述距離對應(yīng)于所述至少兩個光纖被耦合的各自端部的間隔距離，其中所述光導(dǎo)元件為一段根據(jù)本發(fā)明的任意實施例的光纖。圖11示出了用于對接耦合平行定位的光纖端面的光纖設(shè)備，其包括經(jīng)過大約180°彎曲的根據(jù)本發(fā)明的孔助光纖IO，塊16包括到輸入光纖12和輸出光纖14的機械或熔融連接。輸入和/或輸出光纖12、14可為SMF-28光纖。預(yù)對準(zhǔn)對于處理塊16中的微孔的限制角度的定位精確度的問題是優(yōu)選的。如圖12a、b、c、a、d所示，根據(jù)本發(fā)明的光纖10能夠形成為180。的環(huán)。光纖端部粘合到兩個套箍18中(圖12a)。此配置然后可位于180°的插座22的外殼20中(圖12b和12c)。該結(jié)構(gòu)現(xiàn)在可經(jīng)由雙連接器適配器24連接到單個光纖12、14。插座20插入雙連接器適配器24的一側(cè)且單個光纖12、14插入適配器24的另一側(cè)的相關(guān)開口(圖12d)。該連接可為永久性或可拆除的。類似設(shè)計可被包括在終端盒中，多個根據(jù)本發(fā)明的180。彎曲的光纖IO位于每個盒內(nèi)并經(jīng)由適當(dāng)連接器連接到盒的出口。單個光纖12、14的端部然后可插入出口，如上所述。圖13a和13b示出了機械180°插座20。圖13a示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝到插座20中的180°彎曲的光纖10。根據(jù)本發(fā)明的光纖10的端部疊接到兩個機械疊接件26的一個端部中。機械疊接件26可如US20070047883中所述，其通過引用并入本文。單個光纖12、14疊接到機械疊接件26的其它端部中。19權(quán)利要求一種微觀結(jié)構(gòu)光纖，具有摻雜的實心芯區(qū)域和包層區(qū)域，在包層區(qū)域提供多個孔，這些孔與芯區(qū)域隔開并沿光纖的長度縱向延伸，其中繞至少一個疊加在包層區(qū)域內(nèi)并以芯區(qū)域為中心的圓，所述孔沿圓包括總材料的多于70％、多于80％、多于90％、或多于95％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述多個孔為兩個D形孔，其中D的平邊相互面對。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述多個孔以環(huán)的形式同心地圍繞芯區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖，其特征在于，孔具有面對芯的由圓弧限定的內(nèi)邊緣，所述孔在徑向向外延伸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖，其特征在于，所述內(nèi)邊緣由相等長度的圓弧限定。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的光纖，其特征在于，在由圓弧形成的孔之間提供毛細孔。7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的光纖，其特征在于，所述孔填充折射率小于包層區(qū)域折射率的氣體或液體。8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的光纖，其特征在于，5mm半徑的180。彎曲的總鏈路損耗為0.7dB或更小。9.一種用于耦合至少兩個光纖的端部之間的光的對接耦合器，所述端部基本上彼此面向同一個方向，其中所述耦合器包括一段光導(dǎo)元件，其繞5mm或更小的半徑彎曲，耦合器還包括保持裝置，所述保持裝置以相對彼此的距離保持光導(dǎo)元件的相對端部，所述距離對應(yīng)于所述至少兩個光纖被耦合的各自端部的間隔距離，其中所述光導(dǎo)元件為一段微觀結(jié)構(gòu)光纖，其具有摻雜的實心芯區(qū)域和包層區(qū)域，在包層區(qū)域提供多個孔，這些孔與芯區(qū)域隔開并沿光纖的長度縱向延伸，其中繞至少一個疊加在包層區(qū)域內(nèi)并以芯區(qū)域為中心的圓，所述孔沿圓包括總材料的多于70%、多于80%、多于90%、或多于95%。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對接耦合器，其特征在于，所述多個孔為兩個D形孔，其中D的平邊相互面對。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對接耦合器，其特征在于，所述多個孔以環(huán)的形式同心地圍繞芯區(qū)域。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的對接耦合器，其特征在于，孔具有面對芯的由圓弧限定的內(nèi)邊緣，所述孔在徑向向外延伸。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對接耦合器，其特征在于，所述內(nèi)邊緣由相等長度的圓弧限定。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的對接耦合器，其特征在于，在由圓弧形成的孔之間提供毛細孔。15.根據(jù)權(quán)利要求9至14任一項所述的對接耦合器，其特征在于，所述孔填充折射率小于包層區(qū)域折射率的氣體或液體。16.根據(jù)權(quán)利要求9至15任一項所述的對接耦合器，其特征在于，所述耦合器為熔融光纖光學(xué)耦合器。17.根據(jù)權(quán)利要求9至15任一項所述的對接耦合器，其特征在于，所述耦合器為機械或插入式耦合器。18.根據(jù)權(quán)利要求9至15任一項所述的對接耦合器，其特征在于，所述光導(dǎo)元件的相對端部連接到適配器，進一步包括至少兩個用于連接到所述至少兩個光纖的可插入連接器。全文摘要描述了一種微觀結(jié)構(gòu)光纖或光子晶體光纖，其具有摻雜的實心芯區(qū)域和包層區(qū)域，在包層區(qū)域提供孔，由于微觀結(jié)構(gòu)包層，光纖比傳統(tǒng)光纖具有低混合疊接損耗并且能夠緊彎曲。包層區(qū)域能夠包含多個圍繞芯并與芯隔開的孔。這些孔優(yōu)選地圍繞芯對稱地定位并沿光纖的長度縱向延伸?？卓蔀閲@芯對稱地布置的兩個或更多D形孔或截頭D形孔。在其他實施例中，孔包括以環(huán)的形式圍繞芯對稱地布置的孔結(jié)構(gòu)?？卓刹贾镁哂忻鎸π镜挠蓤A弧(例如相等的圓弧)形成的內(nèi)側(cè)。在弧之間可提供稱作毛細孔的圓孔，即小孔。根據(jù)本發(fā)明，任意數(shù)量的孔可圍繞芯，優(yōu)選的數(shù)量為三個或更多。光纖在小彎曲半徑時具有低損耗。文檔編號G02B6/024GK101779149SQ200880023366公開日2010年7月14日申請日期2008年7月2日優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日發(fā)明者C·德貝斯,H·蒂恩蓬特,J·沃特,J·范埃爾普斯,T·納西羅夫斯基申請人:泰科電子瑞侃有限公司