一种高双折射混合型光子晶体光纤的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤领域，具体是一种高双折射混合型光子晶体光纤。
【背景技术】
[0002]近年来，由于光子晶体光纤(photonic crystal fibers，PCFs)可以通过灵活变动横截面结构来实现很多传统光纤不具备的特性，越来越多的科研工作者开始从事光子晶体光纤的研究。PCFs可实现无限单模传输、高双折射、高非线性、超平坦色散、低限制损耗和大有效模场面积等特性。目前，PCFs被广泛用于光通信、非线性光学及光纤传感等领域。高双折射的PCFs在制作保偏光纤及高性能激光器等方面具有重要的应用，然而传统保偏光纤仅能获得10 4数量级的双折射，已无法满足光通信高速发展的需求，因此探寻高双折射的光纤成为PCFs领域的一个热点。高双折射光子晶体可由纯石英材料制作，并可设计不同的结构改进光纤的性能，具有传统高双折射光纤无法比拟的优越性。高双折射光子晶体光纤的结构设计灵活，通过在包层中引入大小不一的空气孔、改变纤芯或者包层空气孔的形状，都可以获得性能优越的高双折射光子晶体光纤。
[0003]一般情况下，光子晶体光纤主要是由三角晶格构成的六重对称结构，在理论上此类结构的PCFs的基模是简并的，因此通过破坏包层或纤芯对称性可以提高PCFs的双折射，其数值达10 3数量级。为了进一步提高PCFs的双折射，M.J.Steel (文献SteelM J, Osgood R M.Elliptical-hole photonic crystal fibers [J].0pt.Lett.2001 26 (4): 229-231、文献 Steel M J, Osgood R M.Polarizat1n and dispersiveproperties of elliptical hole photonic crystal fiber [J].J.Lightw.Tech.200119 (4):495-503)提出了椭圆空气孔光子晶体光纤(Elliptical-hole photonic crystalfibers,EPCFs),使得双折射达到了 10 2数量级，但是光纤的束光能力不强，限制损耗较大。为了克服这个缺点，有人提出了包层采用圆形孔，纤芯引入椭圆孔的混合结构，虽然这种结构的PCFs可以同时获得高双折射和低限制损耗，但是制备难度较高，无法轻易实现。
[0004]近年来，软玻璃(亚碲酸盐、硫族化物、氟化物)材料制作的PCF被人们广泛地研究，因为这种PCF具有更高的等效折射率，超高的非线性系数，在中红外波段具有很宽的透射带等等。其中，硫族化物具有优良的机械稳定性和热膨胀系数。虽然第一根硫族化物PCF诞生于2000年，但是却无法导光。从那以后，如何获得可接受的限制损耗便成为设计硫族化物PCF的一个无法避免的难题。堆积拉制法、钻孔法、磨具铸造法都被用来研制这种光线。13dB/m(文献 Desevedavy, Frederic, Renversez, Gilles, Brilland,Laurent, ouizeot, Patrick, Troles, Johann, Coulombier, Quentin, Smektala,Frederic, Traynor, Nicholas, and Adam, Jean-Luc, “Small-core chalcogenidemicrostructured fibers for the infrared, ,y App1.0pt.2008 47(32)，6014-6021)、9dB/m(文献 Desevedavy, Frederic, Renversez, Gilles, Troles, Johann, Bri I land,Laurent, Houizeot, Patrick, Coulombier, Quentin, Smekatala, Frederic, Traynor,Nicholas and Adam, Jean-Luc, “Te-As-Se glass microstructured optical fiberfor the middle infrared,” App1.0pt.2009 48(19)，3860-3865)、ldB/m(文南犬 Q.Coulombier, L.Bri I land, P.Houizot, T.N.N’ Guyue, T.Chart ier, G.Renversez, A.Montevi lie, J.Fatome, F.Smektala, T.Pain, H.0rain, J.C.Sangleboeuf, and J.Troles, “Fabricat1n of low losses chalcogenide photoniccrystal fiber molding process” Proc.SPIE 2010 7598, 759800)的硫族化物 PCF 都已被研制出来。此外，一些特殊设计的微结构光纤也被提出，如，Toupin等人(文献P.Toupin, L.Brilland, G.Renversez, and J.Troles, “All-solid all-chalcogenidemicrostructured optical fiber,” Opt.Express 2013 21 (12)，14643 - 14648)制作全固体的硫族化物光纤，Tonglei Cheng等人(文献T.L.Cheng, Y.Kanou, D.Deng,X.J.Xue, M.Mat sumo to, T.Misumi, T.Suzuki, and Y.0hishi, “Fabricat1n andcharacterizat1n of a hybrid four-hole AsSe2-As2S5 microstructured optical fiberwith a large refractive index difference,，，Opt.Express 2014 22(11)，13322 -13329)以As2S5为包层背景材料，AsSe 2为纤芯制作了固体纤芯的微结构光纤。
[0005]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种高双折射混合型光子晶体光纤，以解决现有技术光子晶体光纤双折射低下的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种高双折射混合型光子晶体光纤，包括有包层和设置在包层中心的纤芯，其特征在于:所述包层由包围纤芯的背景材料和呈周期分布在背景材料中的多个空气孔构成，每相邻