一种受激布里渊散射效应增强型光纤的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光纤技术领域，更具体地，设及一种受激布里渊散射效应增强型光纤。
【背景技术】
[0002] 光纤中受激布里渊散射的增益谱带宽非常窄（lOMHz左右），利用该一窄带宽增益 谱特性，可用来构建高Q参数的有源光学滤波器，W提取被测信号的特定波长成分，在超高 分辨率光谱分析、微波光子滤波等领域有着广泛的用途。在该些领域应用时，滤波器应该具 有窄的通带带宽、高的隔离度和单峰值的传输曲线；因此，用W构成具有高Q参数的有源光 学滤波器的光纤，应该具有布里渊增益谱的窄带宽、高增益系数和单个增益峰等特点。
[0003] 期刊文献化oyamadaY,SatoS,P'JakamuraS,etal.Simulatinganddesi即ing Brillouingainspectruminsingle-modefibers[J].JournalofLightwave Technology, 2004, 22 (2) : 631.)，公开了纤巧渗Ge02包层为纯石英的光纤在波长为 1. 55ym下的布里渊增益谱，该文献提到的单模光纤测量有多个布里渊增益峰。
[0004] 申请号为CN101174002B的专利文件中公开了一种非线性光纤，通过减小光纤中 光场有效面积，使得光纤中的非线性常数增加，使得自相位调制、交叉相位调制和四波混频 等非线性效应得到增强；但对布里渊散射益谱而言，该专利文件公开的光纤并不能满足前 述高Q参数有源光学滤波器应用的性能。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明提供了一种受激布里渊散射效应增 强型光纤，其目的在于对纤巧和包层采用不同种类渗杂激励出单声模和单光模，通过声光 模之间的禪合产生具有单个增益峰的布里渊增益谱，W满足光纤对于构建高Q参数有源光 学滤波器的要求。
[0006] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种受激布里渊散射效应增强 型光纤，带宽为lOMHz，包括纤巧和围绕纤巧的包层；
[0007] 其中，光纤的纤巧半径a为1ym~7ym;其中，光纤纤巧渗杂为Ge〇2、P2〇5和Al2〇3 中的一种；包层渗杂F;
[0008] 为获得单光模和单声模的高效禪合，调节光纤渗杂材料和浓度，使得纤巧折射率 与包层折射率之差AnW及纤巧半径a之间的关系满足0 <a2An《0. 120,纤巧声速率 与包层声速率之差AViW及纤巧半径满足0 <a2A225ym2 'm/s;W在光纤中同时稳 定的激励产生单光模和单声模束缚；在光纤纤巧与包层中不同渗杂可获得声光场的共同激 励，在光纤里禪合形成单个布里渊增益峰。
[000引优选地，纤巧半径a为3ym~7ym，纤巧渗杂Ge02，包层渗杂F;纤 5.56 4圏 巧Ge02渗杂浓度满足.而《^拍02空品，包层F渗杂浓度满足：
【主权项】
1. 一种受激布里渊散射效应增强型光纤，其特征在于，包括纤芯和围绕纤芯的包层； 所述纤芯半径a为ΙμL?~7μηι ;所述光纤纤芯掺杂为Ge02、P205和Al 203中的一种，包 层掺杂为F ; 所述纤芯折射率与包层折射率之差Δη与纤芯半径a之间的关系为：〇 < a2 Δ η彡0. 120 μ m2,所述纤芯声速率与包层声速率之差Δ V1与纤芯半径a之间的关系 为：0< B2AV1S 225 ym 2 · m/s，以在光纤中同时激励产生单光模和单声模束缚，所述单光 模和单声模在光纤里耦合形成单个增益峰的布里渊增益谱。
2. 如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述纤芯半径a为3 μ m~7 μ m ;所述纤芯 惨杂GeO2，包层惨杂F ; 所述纤芯GeO2掺杂浓度_Ge〇2与纤芯半径a之间的关系为：
所述包层F掺杂浓度ωρ与纤芯半径a以及纤芯GeO 2掺杂浓度4jGeO2之间的关系为：
3. 如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述纤芯半径a为1 μ m~3 μ m ;所述纤芯 惨杂GeO2，包层惨杂F ; 所述纤芯GeO2掺杂浓度WGe〇2与纤芯半径a之间的关系为 所述包层F掺杂浓度ωρ与纤芯半径a以及纤芯Ge02·杂浓度^GeO 2之间的关系为：
4. 如权利要求3所述光纤，其特征在于，所述纤芯GeO^f杂浓度wGe〇2为：
|，包层F掺杂浓度ωΡ与纤芯半径a以及纤芯GeO 2 掺杂浓度wGe〇2之间的关系为
5. 如权利要求3所述的光纤，其特征在于，所述包层包括内包层和外包层；所述内包层 包覆纤芯，外包层包覆内包层； 所述纤芯半径a为1. 5 μπι~3 μπι，所述内包层外径b与纤芯半径a之间的关系为： b=(l. 6±0. 05)a ; 所述纤芯与外包层之间的折射率差Δη与纤芯半径的a之间的关系为：〇 < a2 Δη彡0. 120 μπι2;纤芯与外包层之间的声速率差AV1与纤芯半径a之间的关系为：0 < a2 Δ V1^ 225 μ m2 · m/s ； 所述内包层折射率Ii1与外包层折射率η 2之间的关系为：0 < Ii2-Ii1S 0. 007 ;所述内包 层声速率V11与纤芯声速率V1以及纤芯半径a之间的关系为：0< S2(V11-V1) < 225 μ m2 ·ηι/ s ； 所述包括内包层和外包层的双包层结构，减小了光纤中光场的有效面积，且提高了单 光场和单声场耦合效率，使得光纤中布里渊增益谱在增益峰处的增益系数提高，并且光纤 在工作波长窗口色散绝对值较大。
6.如权利要求5所述的光纤，其特征在于，所述纤芯掺杂GeO 2，内包层与外包层均掺杂 F； 所述纤芯GeOd.杂浓度^Geo2与纤芯半径a之间的关系为：
;外包层F掺杂浓度与纤芯GeO2掺杂浓度之间的关 系为：
所述内包层F掺杂浓度 与外包层掺杂浓度及纤芯GeO2掺杂浓度之间的关系分别为：
【专利摘要】本发明公开了一种受激布里渊散射效应增强型光纤，包括纤芯和围绕纤芯的包层；其中，光纤的纤芯半径a为1μm～7μm，光纤纤芯掺杂为GeO2、P2O和Al2O3中的一种；包层掺杂物质为F；纤芯与包层之间的折射率差Δn与纤芯半径a之间的关系为：0＜a2Δn≤0120μm2；纤芯与包层之间的声速率差ΔVl与纤芯半径a之间的关系为：0＜a2ΔVl≤225μm2·m/s，以在光纤中同时稳定的激励产生单光模和单声模束缚；在光纤纤芯与包层中不同掺杂可获得声光场的共同激励，在光纤里耦合形成单个布里渊增益峰；本发明提供的光纤其增益谱的增益峰位置具有较高的增益系数，而且布里渊增益谱的半高全宽较窄，约10MHz；且在增强受激布里渊散射效应的同时还能增加光纤的色散参数绝对值，在常用的工作波长窗口1.55μm附近有效地抑制了四波混频效应。
【IPC分类】G02B6-02, G02B6-036
【公开号】CN104865637
【申请号】CN201510308995
【发明人】柯昌剑, 郭臻, 潘登, 刘德明
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月8日