一种保偏空芯反谐振光纤的制作方法

本技术涉及光纤，尤其涉及一种保偏空芯反谐振光纤。

背景技术：

1、光的偏振态及其保持和演变在涉及光学的诸多研究方向上都具有重要研究意义。应用高性能干涉仪、光频率梳和相干光通信系统等工具时，需要传输的光束有尽可能高的空间偏振纯度。保偏光纤可以通过人为设计光纤结构来抑制外界扰动引入的不可控偏振模式之间的串扰对传输光的影响，使光保持其偏振态传输。实芯光纤中保偏性能的关键是通过合适的材料与结构的设计，使光纤在静止或是受外界干扰下的偏振模式之间的耦合尽可能地小。通常，光纤中，偏振模在单位长度下的耦合程度用h-parameter来表征，全称为holding-parameter，指的是单位长度下，光从一个偏振态耦合到另一个偏振态的程度，这个值越小越好。

2、空芯光纤利用了空气导光的优势，其特定微结构的设计实现了将99％以上的光限制在中间空气孔中进行传播，减少了光场与石英区域的重叠。因此，相比于实芯光纤，这些特点也赋予空芯光纤大模场、低色散、低非线性、高激光损伤阈值和可填充液体或气体的高度灵活性等优势。因此，空芯光纤在高精度干涉传感、高功率激光传输和生物化学分析等领域具有更广泛的应用。

3、然而，目前在空芯反谐振光纤中引入保偏特性同时保持其优异综合性能的问题尚未解决。已有的报道指出，实芯保偏光纤的h-parameter约为10-7，而保偏型空芯带隙光纤的最佳h-parameter约为10-6量级。无论是高双折射还是极低的双折射值，似乎均未能解决该问题。这导致本领域中依然缺乏有效的保偏空芯反谐振光纤的设计、制备及其有效实现保偏的方案。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种保偏空芯反谐振光纤，包括：

2、外套管，所述外套管内部包裹有反谐振层，所述反谐振层包括多个互不接触的空芯毛细管，各所述空芯毛细管连接所述外套管的内壁，各所述空芯毛细管包围形成椭圆形纤芯区。

3、优选的，各所述空芯毛细管关于所述椭圆形纤芯区的长轴和短轴对称分布。

4、优选的，所示外套管为圆形，所述反谐振层和所述外套管之间还包括多个支撑单元，各所述支撑单元分别连接所述椭圆形纤芯的短轴上的各所述空芯毛细管和所述外套管的内壁。

5、优选的，所述椭圆形纤芯区的短轴的长度与长轴的长度的比值范围为0.1-0.9。

6、优选的，所述空芯毛细管为圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形其中一种。

7、优选的，所述空芯毛细管为扇形时，所述椭圆形纤芯区长轴方向上的所述空芯毛细管的扇形半径大于短轴方向上的所述空芯毛细管的扇形半径。

8、优选的，每个所述空芯毛细管两侧分别设有一个支撑单元，各所述支撑单元分别对应连接各所述空芯毛细管的半径所在的边和所述外套管的内壁。

9、优选的，所述外套管、所述支撑单元和所述空芯毛细管采用二氧化硅、重金属氧化物玻璃、硫化物玻璃、硒化物玻璃、碲化物玻璃或高分子聚合物制备而成。

10、优选的，各所述空芯毛细管的管壁厚度相同，且各所述空芯毛细管的管壁厚度为0.2μm-2μm。

11、优选的，所述椭圆形纤芯区的短轴的长度不小于30μm，所述椭圆形纤芯区的长轴的长度不大于80μm。

12、上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在空芯反谐振光纤中引入合适量级的双折射，增强了光纤在外界干扰如光纤弯曲下，保持原有偏振态之间的耦合不显著增加的能力；同时，引入合适的双折射避免了已有报道在空芯光纤中引入高双折射带来的传输损耗高、导光区间变窄以及偏振模耦合程度高等不足之处，较好地保存了反谐振型空芯光纤的本征优势，同时引入优异的保偏性能，使得该类光纤能够适用于精密光纤干涉仪、高品质激光传输等应用。

技术特征：

1.一种保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，各所述空芯毛细管关于所述椭圆形纤芯区的长轴和短轴对称分布。

3.根据权利要求1所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，所述椭圆形纤芯区的短轴的长度与长轴的长度的比值范围为0.1-0.9。

4.根据权利要求1所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，所述空芯毛细管为圆形、椭圆形、规则多边形或不规则多边形其中一种。

5.根据权利要求1所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，所述空芯毛细管为扇形时，所述椭圆形纤芯区长轴方向上的所述空芯毛细管的扇形半径大于短轴方向上的所述空芯毛细管的扇形半径。

6.根据权利要求5所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，每个所述空芯毛细管两侧分别设有一个支撑单元，各所述支撑单元分别对应连接各所述空芯毛细管的半径所在的边和所述外套管的内壁。

7.根据权利要求6所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，所述外套管、所述支撑单元和所述空芯毛细管采用二氧化硅、重金属氧化物玻璃、硫化物玻璃、硒化物玻璃、碲化物玻璃或高分子聚合物制备而成。

8.根据权利要求1所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，各所述空芯毛细管的管壁厚度相同，且各所述空芯毛细管的管壁厚度为0.2μm-2μm。

9.根据权利要求1所述的保偏空芯反谐振光纤，其特征在于，所述椭圆形纤芯区的短轴的长度不小于30μm，所述椭圆形纤芯区的长轴的长度不大于80μm。

技术总结本技术提供一种保偏空芯反谐振光纤，涉及光纤技术领域，包括：外套管，外套管内部包裹有反谐振层，反谐振层包括多个互不接触的空芯毛细管，各空芯毛细管连接外套管的内壁，各空芯毛细管包围形成椭圆形纤芯区。有益效果是通过在空芯反谐振光纤中形成椭圆形纤芯区引入合适量级的双折射，增强了光纤在外界干扰如光纤弯曲下，保持原有偏振态之间的耦合不显著增加的能力；引入合适的双折射避免了传输损耗高、导光区间变窄以及偏振模耦合程度高等不足，较好地保存了反谐振型空芯光纤的本征优势，同时引入优异的保偏性能，使得该类光纤能够适用于精密光纤干涉仪、高品质激光传输等应用。技术研发人员：罗卓昭,郑羽,殷若琛,江昕,陈思卯,邹琪琳受保护的技术使用者：艾菲博（宁波）光电科技有限责任公司技术研发日：20230801技术公布日：2024/5/29