一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于非線(xiàn)性光學(xué)領(lǐng)域而言，影響非線(xiàn)性光學(xué)傳輸過(guò)程重要的因素為非線(xiàn)性介質(zhì)的色散。1976年，C.Lin等[156]利用染料激光器產(chǎn)生脈沖寬度約為1ns的Q開(kāi)關(guān)脈沖入射至IJ 20m長(zhǎng)光纖中，最早發(fā)現(xiàn)光纖中超連續(xù)光譜的產(chǎn)生。對(duì)于光纖中傳輸?shù)墓饷}沖而言，由于其受SPM，F(xiàn)WM，XPM和SRS等諸多非線(xiàn)性效應(yīng)的影響，當(dāng)然還包括光纖色散特性的影響，其時(shí)域和頻域發(fā)生不斷的演化。超連續(xù)光譜激光光源與其它光纖通信的超短脈沖光源相比，它具有寬帶寬、連續(xù)、可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)?；谶@方面的優(yōu)勢(shì)，許多研究工作者已展開(kāi)了這方面的研究工作。1987年，P.Beaud等將峰值功率為530W，脈沖寬度為830fs的脈沖入射到單模光纖中(長(zhǎng)度為lKm)，頻譜產(chǎn)生了 400nm的展寬。在1.55 μ m波長(zhǎng)附近，可以采用皮秒脈沖序列泵浦單模光子晶體光纖，使其產(chǎn)生超連續(xù)光譜。這種產(chǎn)生的多波長(zhǎng)脈沖序列是非常有用的工具，可以作為光波分復(fù)用系統(tǒng)的最佳光源。例如，1995年的一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，T.Mor1ka等利用皮秒脈沖入射到單模光纖中，產(chǎn)生帶寬為200nm的超連續(xù)光譜，基于此可以得到200信道的光波分復(fù)用光源。如果入射功率足夠高，使用連續(xù)譜同樣可以產(chǎn)生超連續(xù)光譜，可見(jiàn)產(chǎn)生超連續(xù)光譜的過(guò)程中皮秒脈沖并不是唯一的選擇。例如，2004年，A.K.Abeeluck等將Raman激光器產(chǎn)生的1486nm連續(xù)光入射到多種長(zhǎng)度的高非線(xiàn)性光子晶體光纖中產(chǎn)生超連續(xù)光譜。近年來(lái)，隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，人們通過(guò)鈦寶石激光器產(chǎn)生的飛秒脈沖應(yīng)用于超連續(xù)光譜的產(chǎn)生?？梢?jiàn)，超連續(xù)光譜產(chǎn)生的泵浦源可以是飛秒脈沖、連續(xù)譜或者皮秒脈沖。無(wú)論哪種產(chǎn)生超連續(xù)光譜的方法，有兩個(gè)非常重要的因素:高功率光源和高非線(xiàn)性光子晶體光纖。衡量超連續(xù)光譜光譜質(zhì)量的重要參量為平坦度和寬度，為此，要求高非線(xiàn)性光子晶體光纖的色散平坦，并且零色散波長(zhǎng)處于泵浦波長(zhǎng)附近，以致該P(yáng)CF的非線(xiàn)性效應(yīng)獲得最大的發(fā)揮?；贔WM在多波長(zhǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換的能力和比特率、調(diào)制格式的透明度等方面的優(yōu)勢(shì)，全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)成為了現(xiàn)代多波長(zhǎng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。要在高非線(xiàn)性光子晶體光纖中實(shí)現(xiàn)高效、寬帶的FWM，需滿(mǎn)足相位匹配條件。這除了要求光子晶體光纖具有高非線(xiàn)性外，還需要PCF具有低色散值和低色散斜率?；谛滦凸庾泳w光纖具有高的非線(xiàn)性系數(shù)及可控的色散特性，使其成為產(chǎn)生超連續(xù)光譜最佳的非線(xiàn)性傳輸介質(zhì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，當(dāng)入射峰值功率為6W，入射光脈沖的半極大全寬為2.5ps,中心波長(zhǎng)為1.55 μ m,約束損耗為0.27625dB/Km,光纖長(zhǎng)度為0.8km時(shí)，在1.55 μ m波段產(chǎn)生了譜寬為300nm的超連續(xù)譜。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是:一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，包括纖芯和包層，包層設(shè)置在纖芯的外圍，所述包層具有多層呈周期性排列的空氣孔結(jié)構(gòu)，纖芯由最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)圍繞的區(qū)域所形成，每層空氣孔結(jié)構(gòu)均呈正方形結(jié)構(gòu)，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)具有2N個(gè)小空氣孔以及2 (N+2)個(gè)大空氣孔，N為大于等于I的正奇數(shù)，且每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的2N個(gè)小空氣孔分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)平行的邊上，所述2 (N+2)個(gè)大空氣孔分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)另個(gè)兩個(gè)平行的邊上。
[0005]所述大空氣孔的直徑為Cl1，小空氣孔的直徑為d2，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相鄰空氣孔的間距為 Λ，(12為 0.92μ??，Λ 為 1.4 μ m, Cl1/ Λ 為 0.98。
[0006]本實(shí)用新型的一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，當(dāng)入射峰值功率為6W，入射光脈沖的半極大全寬為2.5ps，中心波長(zhǎng)為1.55 μ m，約束損耗為0.27625dB/Km,光纖長(zhǎng)度為0.8km時(shí)，在1.55 μ m波段產(chǎn)生了譜寬為300nm的超連續(xù)譜。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型光子晶體光纖的橫截面示意圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型光子晶體光纖的非線(xiàn)性系數(shù)曲線(xiàn)圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型光子晶體光纖的色散曲線(xiàn)圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型光子晶體光纖的約束損耗曲線(xiàn)圖；
[0011]圖中標(biāo)記:1、小空氣孔，2、大空氣孔，3、最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖所示，一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，包括纖芯和包層，包層設(shè)置在纖芯的外圍，所述包層具有多層呈周期性排列的空氣孔結(jié)構(gòu)，纖芯由最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)圍繞的區(qū)域所形成，每層空氣孔結(jié)構(gòu)均呈正方形結(jié)構(gòu)，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)具有2N個(gè)小空氣孔I以及2(N+2)個(gè)大空氣孔2，N為大于等于I的正奇數(shù)，最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)3的N取1，如圖1所示(圖中矩形虛線(xiàn)表示一層空氣孔結(jié)構(gòu))，該正方形結(jié)構(gòu)上具有2*1個(gè)小空氣孔I以及2*3個(gè)大空氣孔2。與最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)3相鄰的一層正方形結(jié)構(gòu)的N取3，該正方形結(jié)構(gòu)上具有2*3個(gè)小空氣孔I以及2*5個(gè)大空氣孔2，以此類(lèi)推。且每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的2N個(gè)小空氣孔I分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)平行的邊上，所述2 (N+2)個(gè)大空氣孔2分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)另個(gè)兩個(gè)平行的邊上，所述包層具有6-30層呈周期性排列的空氣孔結(jié)構(gòu)，圖1中示出的為具有6層空氣孔結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖。
[0013]最為本實(shí)用新型的優(yōu)化實(shí)施例，所述大空氣孔2的直徑為Cl1，小空氣孔I的直徑為d2，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相鄰空氣孔的間距為Λ，(12為0.92 μ m，Λ為1.4，d / Λ為0.98。圖2、3和4分別為光子晶體光纖的非線(xiàn)性系數(shù)曲線(xiàn)圖、色散曲線(xiàn)圖和約束損耗曲線(xiàn)圖。本實(shí)用新型的超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，基于超連續(xù)譜在光通信、光計(jì)量學(xué)、光學(xué)相干層析、超短脈沖的產(chǎn)生、生物醫(yī)學(xué)等非線(xiàn)性科學(xué)領(lǐng)域所具有的重要應(yīng)用，將上述新型矩形點(diǎn)陣高非線(xiàn)性色散平坦光子晶體光纖作為傳輸介質(zhì)，利用分步傅里葉方法研究了峰值功率、光子晶體光纖的長(zhǎng)度、入射脈沖的形狀及入射脈沖是否含有初始啁啾對(duì)超連續(xù)光譜產(chǎn)生的影響。當(dāng)入射峰值功率為6W，入射光脈沖的半極大全寬為2.5ps,中心波長(zhǎng)為1.55 μ m,約束損耗為0.27625dB/Km，光纖長(zhǎng)度為0.8km時(shí)，在1.55 μ m波段產(chǎn)生了譜寬為300nm的超連續(xù)
-1'TfeP曰。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，包括纖芯和包層，包層設(shè)置在纖芯的外圍，其特征在于:所述包層具有多層呈周期性排列的空氣孔結(jié)構(gòu)，纖芯由最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)圍繞的區(qū)域所形成，每層空氣孔結(jié)構(gòu)均呈正方形結(jié)構(gòu)，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)具有2N個(gè)小空氣孔以及2(N+2)個(gè)大空氣孔，N為大于等于I的正奇數(shù)，且每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的2N個(gè)小空氣孔分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)平行的邊上，所述2 (N+2)個(gè)大空氣孔分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)另個(gè)兩個(gè)平行的邊上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，其特征在于:所述大空氣孔的直徑為Cl1，小空氣孔的直徑為d2，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相鄰空氣孔的間距為Λ，(12為0.92 μ m, Λ 為 1.4 μ m, (I1/ Λ 為 0.98。
3.如權(quán)利要求1所述的一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，其特征在于:所述包層具有6-30層呈周期性排列的空氣孔結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，包括纖芯和包層，所述包層具有多層呈周期性排列的空氣孔結(jié)構(gòu)，纖芯由最內(nèi)層空氣孔結(jié)構(gòu)圍繞的區(qū)域所形成，每層空氣孔結(jié)構(gòu)均呈正方形結(jié)構(gòu)，每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)具有2N個(gè)小空氣孔以及2（N+2）個(gè)大空氣孔，N為大于等于1的正奇數(shù)，且每個(gè)正方形結(jié)構(gòu)的2N個(gè)小空氣孔分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)平行的邊上，所述2（N+2）個(gè)大空氣孔分為兩排對(duì)稱(chēng)設(shè)置在正方形結(jié)構(gòu)另個(gè)兩個(gè)平行的邊上。本實(shí)用新型的超連續(xù)光譜用光子晶體光纖，當(dāng)入射峰值功率為6W，入射光脈沖的半極大全寬為2.5ps，中心波長(zhǎng)為1.55μm，約束損耗為0.27625dB/Km，光纖長(zhǎng)度為0.8km時(shí)，在1.55μm波段產(chǎn)生了譜寬為300nm的超連續(xù)譜。
【IPC分類(lèi)】G02B6-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204287534
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520001280
【發(fā)明人】許強(qiáng)
【申請(qǐng)人】寶雞文理學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月4日