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一种用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤、光纤通信装置

  • 国知局
  • 2024-06-21 12:04:35

本发明涉及光纤通信,特别是涉及一种用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤、光纤通信装置。

背景技术:

1、太赫兹波在无线通信、医学成像、安全检测等领域具有广泛的应用潜力,因其具有穿透力强、非电离性、对许多物质的吸收和散射特性敏感等独特特性。

2、传统的实芯太赫兹波导由于材料吸收和散射引起的传输损耗较高,而且双折射率较低,影响了信号的传输质量,限制了太赫兹波的传输和应用。为了解决传统的实芯太赫兹波导存在的问题,相关技术中进一步提出使用空芯光纤,同时引入反谐振结构来改善太赫兹波导传输特性。但是发现空芯反谐振光纤在一定程度上存在一些问题,例如传输损耗较高、双折射系数较低,难以突破10-4这个数量级等,影响空芯反谐振光纤的应用。

3、由此可见,提供一种空芯反谐振光纤,以降低空芯反谐振光纤传输损耗、提高双折射系数是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤、光纤通信装置,以解决空芯反谐振光纤传输损耗高、双折射系数低的技术问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提供一种用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,包括:外包层套管以及位于所述外包层套管内部的椭圆形管、内包层管、空气纤芯;

3、所述椭圆形管位于所述空气纤芯的中央;

4、所述内包层管中包含位于第一方向上的第一反谐振圆形管和位于第二方向上的第二反谐振圆形管;所述第一反谐振圆形管的直径不等于所述第二反谐振圆形管的直径;所述第一反谐振圆形管的直径与所述椭圆形管在所述第一方向上的直径之和等于所述外包层套管在所述第一方向上的直径;所述第二反谐振圆形管的直径与所述椭圆形管在所述第二方向上的直径之和等于所述外包层套管在所述第二方向上的直径;所述第一方向垂直于所述第二方向;

5、所述第一反谐振圆形管沿所述第一方向分布在所述椭圆形管的两侧,所述第二反谐振圆形管沿所述第二方向分布在所述椭圆形管的两侧。

6、示例性地,所述第一反谐振圆形管的壁厚不等于所述第二反谐振圆形管的壁厚。

7、示例性地,所述第一反谐振圆形管和/或所述第二反谐振圆形管内设置有嵌套管。

8、示例性地,所述外包层套管的材料、所述椭圆形管的材料、所述内包层管的材料、所述嵌套管的材料均为环烯烃共聚物。

9、示例性地,所述椭圆形管的第一半径大于所述椭圆形管的第二半径;所述太赫兹波段为1thz,所述第一半径为1.3mm,所述第二半径为0.975mm。

10、示例性地,所述太赫兹波段为1thz,所述第一反谐振圆形管和所述第二反谐振圆形管中壁厚最小的圆形管的厚度为0.11mm,所述第一反谐振圆形管和所述第二反谐振圆形管中壁厚最大的圆形管的厚度为0.121mm。

11、示例性地,所述太赫兹波段为1thz,所述第一反谐振圆形管和所述第二反谐振圆形管中直径最大的圆形管对应的直径为2mm。

12、为了解决上述技术问题,本发明还提供一种光纤通信装置,包括上述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤。

13、本发明所提供的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,包括:外包层套管以及位于外包层套管内部的椭圆形管、内包层管、空气纤芯;椭圆形管位于空气纤芯的中央;内包层管中包含位于第一方向上的第一反谐振圆形管和位于第二方向上的第二反谐振圆形管;第一反谐振圆形管的直径不等于第二反谐振圆形管的直径;第一方向垂直于第二方向;第一反谐振圆形管沿第一方向分布在椭圆形管的两侧,第二反谐振圆形管沿第二方向分布在椭圆形管的两侧。该空芯反谐振光纤中,通过位于空气纤芯的中央的椭圆形管,将纤芯部分设计成椭圆形纤芯从而引入高双折射;且位于第一方向上的第一反谐振圆形管和位于第二方向上的第二反谐振圆形管的直径不同,增大了第一方向和第二方向上的光程差,光程差越大,则空芯反谐振光纤的折射率越大;相应地,传输损耗降低;另外,设置的第一反谐振圆形管的直径与椭圆形管在第一方向上的直径之和等于外包层套管在第一方向上的直径;第二反谐振圆形管的直径与椭圆形管在第二方向上的直径之和等于外包层套管在第二方向上的直径,使得整个空芯反谐振光纤的内部稳定。

14、此外,本发明还提供一种光纤通信装置,与上述提到的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤具有相同或相对应的技术特征,效果同上。

技术特征:

1.一种用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,包括:外包层套管(4)以及位于所述外包层套管(4)内部的椭圆形管(1)、内包层管、空气纤芯;

2.根据权利要求1所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,所述第一反谐振圆形管(2)的壁厚不等于所述第二反谐振圆形管(3)的壁厚。

3.根据权利要求1或2所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,所述第一反谐振圆形管(2)和/或所述第二反谐振圆形管(3)内设置有嵌套管(5)。

4.根据权利要求3所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,所述外包层套管(4)的材料、所述椭圆形管(1)的材料、所述内包层管的材料、所述嵌套管(5)的材料均为环烯烃共聚物。

5.根据权利要求1所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,所述椭圆形管(1)的第一半径大于所述椭圆形管(1)的第二半径;所述太赫兹波段为1thz,所述第一半径为1.3mm,所述第二半径为0.975mm。

6.根据权利要求2所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,所述太赫兹波段为1thz,所述第一反谐振圆形管(2)和所述第二反谐振圆形管(3)中壁厚最小的圆形管的厚度为0.11mm,所述第一反谐振圆形管(2)和所述第二反谐振圆形管(3)中壁厚最大的圆形管的厚度为0.121mm。

7.根据权利要求1所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤,其特征在于,所述太赫兹波段为1thz,所述第一反谐振圆形管(2)和所述第二反谐振圆形管(3)中直径最大的圆形管对应的直径为2mm。

8.一种光纤通信装置,其特征在于,包括权利要求1至7任意一项所述的用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤。

技术总结本发明公开了一种用于太赫兹波段的空芯反谐振光纤、光纤通信装置,涉及光纤通信技术领域。该空芯反谐振光纤中,通过位于空气纤芯的中央的椭圆形管,将纤芯部分设计成椭圆形纤芯从而引入高双折射;且位于第一方向上的第一反谐振圆形管和位于第二方向上的第二反谐振圆形管的直径不同,增大了第一方向和第二方向上的光程差,光程差越大,则空芯反谐振光纤的折射率越大;相应地,传输损耗降低;另外,设置的第一反谐振圆形管的直径与椭圆形管在第一方向上的直径之和等于外包层套管在第一方向上的直径;第二反谐振圆形管的直径与椭圆形管在第二方向上的直径之和等于外包层套管在第二方向上的直径,使得整个空芯反谐振光纤的内部稳定。技术研发人员:赵佳佳,毕轩,陈国辉,罗海梅受保护的技术使用者:长沙理工大学技术研发日:技术公布日:2024/5/16

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