专利名称：一种螺旋纤芯结构的光纤的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺旋纤芯结构的光纤。特别应用于产生大模场单模激光信号的激光器和放大器领域。
背景技术：
在光通信技术发生日新月异变化的今日，任何一项光器件技术的进步都将会对光通信的发展产生极大的推动作用。目前高容量的光通信骨干网均采用单模光纤传输激光信号，其优势在于它拥有电信号导线以及多模光纤都不具备的优良特性。首先，无论是单模光纤还是多模光纤相比一般导线，在信息传递的高速度，大容量，高带宽等许多方面均有压倒性的优势，还有就是光纤的抗电磁干扰能力大为增强。其次，单模光纤相比多模光纤，信道的容量，传输距离，信号相干性，空间发散角等方面都要更加优秀。基于单模激光的这些优良特性，其应用范围十分广泛。不仅用于高速骨干网的光信号传输，在高能激光器方面也有不俗的表现。在产生单模激光方面众多研究人员进行了大量的理论推导和实验工作，目的就是要产生高功率，高光束质量，高能量密度的单模激光信号。而目前在产生大功率单模激光的工作上面临的问题有，设备结构较为复杂，所产生的信号光功率和光束质量难以满足需求。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题目前单模光纤激光器所采用的光纤结构较为复杂，而且产生的信号光在功率和光束质量上仍然较差。本实用新型的技术方案一种螺旋纤芯结构的光纤，包括纤芯、螺旋纤芯和包层。螺旋纤芯围绕纤芯做螺旋缠绕。螺旋纤芯结构的光纤的中心只有一个纤芯，螺旋纤芯的数量为1 6。所述的纤芯的半径为4微米 100微米，螺旋纤芯的半径为2微米 20微米，包层的外半径为62. 5微米 300微米。所述的螺旋纤芯围绕中心旋转的半径为6微米 200微米，缠绕的螺距为6微米 500微米。所述的纤芯为空芯或为实芯。所述的纤芯为实芯时的折射率为1. 55 1. 70。所述的包层的折射率为1. 20 1. 60。所述的螺旋纤芯的折射率为1. 55 1. 70。本实用新型和已有技术相比所具有的有益效果用这种光纤作为单模光纤激光器的发光设备，其模场有效面积较之前所采用的光纤有很大的提升，从而使光功率得到较大增加；这种光纤结构的应用将直接产生单模激光，不需外加模式控制元件，从而可以使激光器的结构大为简化；在这种光纤结构中，通过设置螺旋纤芯的旋转半径、螺距以及纤芯的半径可以精确控制以提高了输出激光的光束质量。
图1为单螺旋纤芯的一种螺旋纤芯结构的光纤。图2为纤芯为空心的一种螺旋纤芯结构的光纤。图3为两个螺旋纤芯对称分布的一种螺旋纤芯结构的光纤。图4为六个螺旋纤芯对称分布的一种螺旋纤芯结构的光纤。图5为六个螺旋纤芯径向分布的一种螺旋纤芯结构的光纤。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步说明。实施方式一一种螺旋纤芯结构的光纤，包括纤芯1、螺旋纤芯2和包层3。螺旋纤芯2围绕纤芯1做螺旋缠绕。螺旋纤芯结构的光纤的中心只有一个纤芯1，外围只有一个螺旋纤芯2。所述的纤芯1的半径为4微米，螺旋纤芯2的半径为2微米，包层的外半径为62. 5 微米。所述的螺旋纤芯2围绕中心旋转的半径为6微米，缠绕的螺距为6微米。所述的纤芯1为实芯。所述的纤芯1为实芯时的折射率为1. 55 ；所述的包层3的折射率为1. 20 ；所述的螺旋纤芯的折射率为1. 55。实施方式二一种螺旋纤芯结构的光纤，包括纤芯1、螺旋纤芯2和包层3。螺旋纤芯2围绕纤芯1做螺旋缠绕。螺旋纤芯结构的光纤的中心只有一个纤芯1，外围只有一个螺旋纤芯2。所述的纤芯1的半径为10微米，螺旋纤芯2的半径为5微米，包层的外半径为100 微米。所述的螺旋纤芯2围绕中心旋转的半径为20微米，缠绕的螺距为20微米。所述的纤芯1为空芯。所述的包层3的折射率为1. 40 ；所述的螺旋纤芯的折射率为1.60。实施方式三一种螺旋纤芯结构的光纤，包括纤芯1、第一螺旋纤芯21、第二螺旋纤芯22和包层3。第一、第二螺旋纤芯围绕纤芯1做螺旋缠绕。所述的纤芯1的半径为100微米，第一、第二螺旋纤芯的半径均为20微米，包层的外半径为300微米。所述的第一、第二螺旋纤芯围绕中心旋转的半径均为200微米，缠绕的螺距为500微米。所述的纤芯1为实芯。所述的纤芯1为实芯时的折射率为1. 70 ；所述的包层3的折射率为1. 60 ；所述的第一、第二螺旋纤芯的折射率均为1. 70。实施方式四一种螺旋纤芯结构的光纤，包括纤芯1、第一螺旋纤芯21、第二螺旋纤芯22、第三螺旋纤芯23、第四螺旋纤芯24、第五螺旋纤芯25、第六螺旋纤芯26和包层3。第一至第六螺旋纤芯对称围绕纤芯1做螺旋缠绕。所述的纤芯1的半径为50微米，第一至第六螺旋纤芯的半径均为10微米，包层的外半径为200微米。所述的第一至第六螺旋纤芯围绕中心旋转的半径均为100微米，缠绕的螺距为 300微米。所述的纤芯1为实芯。所述的纤芯1为实芯时的折射率为1. 70 ；所述的包层3的折射率为1. 60 ；所述的第一至第六螺旋纤芯的折射率均为1. 70。实施方式五一种螺旋纤芯结构的光纤，包括纤芯1、第一螺旋纤芯21、第二螺旋纤芯22、第三螺旋纤芯23、第四螺旋纤芯24、第五螺旋纤芯25、第六螺旋纤芯26和包层3。第一至第六螺旋纤芯径向围绕纤芯1做螺旋缠绕。所述的纤芯1的半径为10微米，第一至第六螺旋纤芯的半径均为4微米，包层的外半径为300微米。所述的第一螺旋纤芯21和第二螺旋纤芯22围绕中心旋转的半径分别均为20微米；第三螺旋纤芯23围绕中心旋转的半径分别为30微米；第四螺旋纤芯24围绕中心旋转的半径分别为40微米；第五螺旋纤芯25围绕中心旋转的半径分别为50微米；第六螺旋纤芯26围绕中心旋转的半径分别为60微米。所述的纤芯1为实芯。所述的纤芯1为实芯时的折射率为1. 70 ；所述的包层3的折射率为1. 60 ；所述的第一至第六螺旋纤芯的折射率均为1. 70。
权利要求1.一种螺旋纤芯结构的光纤，该光纤包括纤芯和包层；其特征在于 螺旋纤芯围绕纤芯(1)做螺旋缠绕。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋纤芯结构的光纤，其特征在于 所述的纤芯(1)的数量为1，螺旋纤芯的数量为1 6 ；所述的纤芯(1)的半径为4微米 100微米，螺旋纤芯的半径为2微米 20微米，包层(3)的外半径为62. 5微米 300微米。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋纤芯结构的光纤，其特征在于所述的螺旋纤芯围绕中心旋转的半径为6微米 200微米，缠绕的螺距为6微米 500 微米。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋纤芯结构的光纤，其特征在于 所述的纤芯(1)为空芯或为实芯；所述的纤芯(1)为实芯时的折射率为1. 55 1. 70 ； 所述的包层(3)的折射率为1. 20 1. 60 ； 所述的螺旋纤芯的折射率为1. 55 1. 70。
专利摘要一种螺旋纤芯结构的光纤，特别应用于产生大模场单模激光信号的激光器和放大器领域。解决目前在产生大功率单模激光的工作上面临的问题，即设备结构复杂，所产生的信号光功率和光束质量较差。本实用新型的光纤结构为中心设置半径较大的用于输出激光信号的纤芯，控制光场模式的螺旋纤芯位于中心纤芯的外围，共同作用使其能够应用于激光器或放大器中产生大模场高光束质量的激光信号。中心只有一根大半径的纤芯，外围的螺旋纤芯数量可以为一根也可以为多根，通过设置各个纤芯的半径、折射率以及螺旋纤芯的数量、螺距、围绕中心的缠绕半径参数可以控制所能产生光信号的模场有效面积和光束质量。该结构光纤主要应用于产生大功率高光束质量单模激光信号的激光器和放大器。
文档编号G02B6/02GK201974543SQ20112006418
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者周倩, 宁提纲, 李晶, 温晓东, 胡旭东 申请人:北京交通大学