本實(shí)用新型屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高雙折射近零色散的增益光子晶體光纖。

背景技術(shù)：

光子晶體光纖又稱為微結(jié)構(gòu)光纖或者多孔光纖，可以用于色散補(bǔ)償以及產(chǎn)生高非線性，或者同時(shí)作為光纖激光器的有源部分。在光纖的橫截面上規(guī)則排列著微米量級(jí)的空氣孔，沿軸向方向延伸。在光纖的中心部分是實(shí)芯的基底材料或者是折射率高于基底材料的其它材料構(gòu)成纖芯。包層區(qū)域是在基底材料中分布著規(guī)則排列的空氣孔。光場(chǎng)主要局限在中心區(qū)域，一般稱之為全內(nèi)反射型光子晶體光纖。改變其有關(guān)參數(shù)會(huì)改變其雙折射、非線性以及色散等。用于光纖激光器時(shí)可以作為增益部分。

對(duì)于應(yīng)用于脈沖Yb摻雜光纖激光器，脈沖的產(chǎn)生和傳播依賴于光路的色散和雙折射等參數(shù)。光子晶體光纖由于其靈活的設(shè)計(jì)特性，可方便地通過改變其空氣孔分布以及空氣孔的形狀和尺寸，來改變其雙折射、非線性以及色散等參數(shù)。當(dāng)其纖芯摻入Yb離子后，可以作為光纖激光器的增益部分。但是，在具體實(shí)施時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)色散偏離零值而影響脈沖傳輸?shù)膯栴}以及雙折射低而影響激光傳輸過程中脈沖保持的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種高雙折射近零色散的增益光子晶體光纖，解決了現(xiàn)有的摻Y(jié)b增益光子晶體光纖中色散絕對(duì)值較大和雙折射較低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種高雙折射近零色散的增益光子晶體光纖，光纖橫截面分為包層和纖芯，包層內(nèi)設(shè)有大空氣孔，大空氣孔均勻排列構(gòu)成六角點(diǎn)陣的正六邊形陣列，相鄰的三個(gè)大空氣孔的中心組成正三角形，纖芯位于由大空氣孔組成的正六邊形的中心，所述纖芯為橢圓形纖芯，橢圓形纖芯的長(zhǎng)軸與大空氣孔形成的正六邊形陣列的某一邊長(zhǎng)平行，靠近纖芯的空氣孔和纖芯之間設(shè)有四個(gè)小空氣孔，四個(gè)小空氣孔以橢圓形纖芯的長(zhǎng)軸為對(duì)稱軸分布在纖芯兩側(cè)，四個(gè)小空氣孔的形狀為圓形或者橢圓形。

所述纖芯是采用鐿摻雜鋁硅酸鹽玻璃制成的纖芯，包層內(nèi)除去大空氣孔的其余部分為石英材質(zhì)。

所述大空氣孔的直徑與相鄰兩個(gè)大空氣孔圓心之間的距離的比值小于0.95。

所述小空氣孔為圓形時(shí)，小空氣孔的直徑不小于400納米，且小空氣孔的直徑不大于相鄰兩個(gè)大空氣孔圓心之間距離的0.5倍。

所述小空氣孔為橢圓形時(shí)，小空氣孔的短軸長(zhǎng)度不小于400納米，

小空氣孔的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度不大于相鄰兩個(gè)大空氣孔圓心之間距離的0.5倍。

所述小空氣孔為橢圓形時(shí)，小空氣孔的長(zhǎng)軸與纖芯的長(zhǎng)軸平行。

橢圓形纖芯的半長(zhǎng)軸不小于0.5μm，半短軸不小于0.3μm。

所述小空氣孔的中心與大空氣孔的中心位于一致的點(diǎn)陣位置。

包層內(nèi)區(qū)域的四個(gè)圓形小空氣孔或者橢圓形小空氣孔，其直徑或者橢圓率、尺寸在一定范圍內(nèi)隨意組合，獲得不同的雙折射和模場(chǎng)面積；橢圓形纖芯的半長(zhǎng)軸、半短軸、橢圓率在一定范圍內(nèi)隨意調(diào)整組合，以獲得不同的雙折射和模場(chǎng)面積；纖芯區(qū)域與包層的內(nèi)部區(qū)域在一定范圍內(nèi)隨意組合，以獲得不同的雙折射和模場(chǎng)面積。

本實(shí)用新型的有益效果：本發(fā)明通過改變包層的空氣孔的間距、占空比，包層最內(nèi)層四個(gè)小孔的形狀和尺寸，引入高雙折射同時(shí)使光子晶體光纖具有近零的色散。本實(shí)用新型在纖芯區(qū)域采用了橢圓形的結(jié)構(gòu)，包層區(qū)域在最內(nèi)層選擇了缺陷的六角結(jié)構(gòu)（即相比六角結(jié)構(gòu)少了兩個(gè)小空氣孔），共有四個(gè)小空氣孔，橫截面為橢圓或者圓形，通過特殊的纖芯橫截面，和包層最內(nèi)層的特殊結(jié)構(gòu)（四個(gè)小空氣孔以橢圓），獲取近零色散以及較高的雙折射，為脈沖激光的產(chǎn)生和傳送取得了條件，以達(dá)到獲得纖芯內(nèi)單模傳輸?shù)母吖馐|(zhì)量的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2所示光子晶體光纖在700nm—1680nm區(qū)間的色散曲線。

圖4為圖2所示光子晶體光纖在700nm—1680nm區(qū)間處的雙折射曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而非用于限制本實(shí)用新型的范圍，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述實(shí)用新型的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種高雙折射近零色散的增益光子晶體光纖，光纖橫截面分為包層和纖芯3，包層內(nèi)設(shè)有大空氣孔1，大空氣孔均勻排列構(gòu)成六角點(diǎn)陣的正六邊形陣列，相鄰的三個(gè)大空氣孔的中心組成正三角形，纖芯位于由大空氣孔組成的正六邊形的中心，大空氣孔的直徑與相鄰兩個(gè)大空氣孔圓心之間的距離的比值小于0.95，所述纖芯為橢圓形纖芯，橢圓形纖芯的半長(zhǎng)軸不小于0.5μm，半短軸不小于0.3μm。

橢圓形纖芯的長(zhǎng)軸與大空氣孔形成的正六邊形陣列的某一邊長(zhǎng)平行，靠近纖芯的空氣孔和纖芯之間設(shè)有四個(gè)小空氣孔，四個(gè)小空氣孔以橢圓形纖芯的長(zhǎng)軸為對(duì)稱軸分布在纖芯兩側(cè)，小空氣孔的中心與大空氣孔的中心位于一致的點(diǎn)陣位置，四個(gè)小空氣孔的形狀為橢圓形，小空氣孔的長(zhǎng)軸與纖芯的長(zhǎng)軸平行，小空氣孔的短軸長(zhǎng)度不小于400納米，小空氣孔的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度不大于相鄰兩個(gè)大空氣孔圓心之間距離的0.5倍。

所述纖芯是采用鐿摻雜鋁硅酸鹽玻璃制成的纖芯，包層內(nèi)除去大空氣孔的其余部分4為石英材質(zhì)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的小空氣孔2為圓形，小空氣孔的直徑不小于400納米，且小空氣孔的直徑不大于相鄰兩個(gè)大空氣孔圓心之間距離的0.5倍，其他實(shí)施方式同實(shí)施例1。

本實(shí)用新型的實(shí)例是一種全內(nèi)反射型光子晶體光纖。如圖3和圖4所示，采用有限元法研究了其色散、雙折射。研究表明不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光子晶體光纖的性能有程度不同的影響，在1060nm處，雙折射可以達(dá)到10^-4，這是專用保偏光纖的級(jí)別，色散可以達(dá)到-0.00083ps?nm^-1?km^-1。零色散點(diǎn)出現(xiàn)在1070nm附近。本實(shí)用新型涉及的光子晶體光纖將可以在光纖激光器方面得到重要的應(yīng)用。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。