本發(fā)明涉及光纖制造，尤其涉及一種低損耗反諧振空芯光纖及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)石英光纖依賴光的全內(nèi)反射原理將光限制在固體纖芯中傳輸。而反諧振空芯光纖與之不同，基于反諧振原理，光可以很好地被限制在中心的空氣中傳輸，因而能抑制光和固體玻璃材料之間的相互作用。反諧振空芯光纖具有低損耗、低時(shí)延、低非線性、低色散、寬帶寬、高激光損傷閾值等特點(diǎn)，在光通信、光纖傳感、高功率激光傳輸?shù)阮I(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢。如圖1中所示，現(xiàn)有的反諧振空芯光纖將多個(gè)玻璃管對稱布局在外包層內(nèi)。組裝時(shí)，對玻璃管的定位要求較高，因此現(xiàn)有的反諧振空芯光纖在組裝過程中相對困難、加工效率低。同時(shí)現(xiàn)有的低損耗反諧振空芯光纖損耗大約在0.2db/km-1db/km之間，光傳輸距離受限于光纖損耗，因此降低反諧振空芯光纖的傳輸損耗、實(shí)現(xiàn)信號的長距離輸送，同樣是反諧振空芯光纖發(fā)展過程中面臨的主要問題。

2、因此，亟需一種低損耗反諧振空芯光纖及其制備方法，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種低損耗反諧振空芯光纖及其制備方法，不僅能夠解決現(xiàn)有的反諧振空芯光纖裝配困難、加工效率低的問題，同時(shí)還能降低反諧振空芯光纖的傳輸損耗，實(shí)現(xiàn)信號的長距離傳輸。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種低損耗反諧振空芯光纖，包括：

4、內(nèi)包層和外包層，所述內(nèi)包層包括外腔單元、多個(gè)第一單元和多個(gè)第二單元，所述外腔單元的徑向截面呈多邊形，所述外腔單元的端點(diǎn)與所述外包層抵接，所述外腔單元與所述外包層之間形成空氣區(qū)域；多個(gè)所述第一單元和多個(gè)所述第二單元均位于所述外腔單元內(nèi)部，所述外腔單元的每個(gè)側(cè)壁對應(yīng)抵接有一個(gè)所述第一單元，多個(gè)所述第一單元界定的中心區(qū)域?yàn)槔w芯；所述第二單元與所述第一單元錯(cuò)開設(shè)置。

5、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，相鄰所述第一單元之間留有間隔。

6、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述外腔單元內(nèi)部的每個(gè)夾角處均設(shè)有一個(gè)所述第二單元。

7、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述第二單元與所述第一單元留有間隔。

8、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一單元為單體玻璃管或嵌套玻璃管；

9、所述第二單元為單體玻璃管或嵌套玻璃管。

10、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述嵌套玻璃管包括有兩層或者兩層以上不同半徑的玻璃管。

11、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述嵌套玻璃管包括不同半徑的圓形玻璃管，不同半徑的所述圓形玻璃管相切于一點(diǎn)，且外層的所述圓形玻璃管與所述外腔單元的內(nèi)壁相切；

12、和/或，所述嵌套玻璃管包括不同半徑的圓弧玻璃管，不同半徑的所述圓弧玻璃管與所述外腔單元的內(nèi)壁相交。

13、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述玻璃管的壁厚滿足反諧振條件：

14、

15、其中，λm為諧振光的波長，t為嵌套玻璃管的壁厚，n為光纖玻璃材料的折射率，m為正整數(shù)，表示諧振階數(shù)。

16、作為低損耗反諧振空芯光纖的優(yōu)選技術(shù)方案，所述外包層的橫截面形狀呈圓形。

17、一種低損耗反諧振空芯光纖的制備方法，用于制備上述任一項(xiàng)所述的低損耗反諧振空芯光纖，所述低損耗反諧振空芯光纖的制備方法包括以下步驟：

18、選取多個(gè)第一玻璃管和多個(gè)第二玻璃管，所述第一玻璃管為第一單元，所述第二玻璃管為第二單元；

19、選取多個(gè)玻璃平板，分別在每個(gè)所述玻璃平板的內(nèi)側(cè)面固定一個(gè)所述第一玻璃管；

20、選取第三玻璃管，將安裝有所述第一玻璃管的所述玻璃平板依次拼接且內(nèi)接在所述第三玻璃管內(nèi)邊界形成所述外腔單元，且所述第一玻璃管朝向所述第三玻璃管的中心方向；

21、在所述玻璃平板上安裝所述第二玻璃管，且將所述第二玻璃管與所述第一玻璃管錯(cuò)開設(shè)置，多個(gè)所述玻璃平板、多個(gè)所述第一玻璃管和多個(gè)所述第二玻璃管構(gòu)成所述內(nèi)包層；

22、對所述內(nèi)包層和所述第三玻璃管內(nèi)部施加正壓，拉制得到中間體；

23、選取第四玻璃管，將所述中間體插入所述第四玻璃管內(nèi)，形成次級預(yù)制棒；

24、對次級預(yù)制棒中的所述內(nèi)包層和所述第三玻璃管內(nèi)部施加正壓，在所述第三玻璃管和所述第四玻璃管之間施加負(fù)壓，拉制形成光纖。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的低損耗反諧振空芯光纖具有的優(yōu)勢為：

26、1：本發(fā)明提供的低損耗反諧振空芯光纖，在外包層和內(nèi)包層之間形成多個(gè)空氣區(qū)域，增加的玻璃/空氣界面增加了對纖芯傳輸光的反射次數(shù)，能有效降低纖芯基模的泄漏損耗。

27、2：本發(fā)明提供的低損耗反諧振空芯光纖，相鄰的第一單元之間、相鄰的第二單元之間、第一單元和第二單元之間均無接觸，可以避免外腔單元內(nèi)部形成節(jié)點(diǎn)而引起法諾共振，能降低纖芯基模的泄漏損耗。

28、3：本發(fā)明提供的低損耗反諧振空芯光纖，纖芯由第一單元邊界界定的中心區(qū)域形成，為負(fù)曲率形，可以有效減小纖芯基模的泄漏損耗。

29、4：本發(fā)明提供的低損耗反諧振空芯光纖，工作人員在對第一單元進(jìn)行組裝時(shí)，僅需要將第一單元與外腔單元的不同內(nèi)壁對應(yīng)貼合。相對于現(xiàn)有將玻璃管對稱設(shè)置在外包層內(nèi)部的布局，工作人員在組裝時(shí)，定位更加簡單，可以提高低損耗反諧振空芯光纖的加工效率。

30、本發(fā)明提供的低損耗反諧振空芯光纖的制備方法，組裝初始預(yù)制棒時(shí)定位難度小、能快速完成低損耗反諧振空芯光纖的制備，同時(shí)加工完成的低損耗反諧振空芯光纖傳輸損耗低、能實(shí)現(xiàn)長距離的光傳輸。

技術(shù)特征：

1.一種低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，相鄰所述第一單元(21)之間留有間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述外腔單元(22)內(nèi)部的每個(gè)夾角處均設(shè)有一個(gè)所述第二單元(23)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述第二單元(23)與所述第一單元(21)留有間隔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述第一單元(21)為單體玻璃管或嵌套玻璃管；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述嵌套玻璃管包括有兩層或者兩層以上不同半徑的玻璃管。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述嵌套玻璃管包括不同半徑的圓形玻璃管，不同半徑的所述圓形玻璃管相切于一點(diǎn)，且外層的所述圓形玻璃管與所述外腔單元(22)的內(nèi)壁相切；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述嵌套玻璃管的壁厚滿足反諧振條件：

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的低損耗反諧振空芯光纖，其特征在于，所述外包層(4)的橫截面形狀呈圓形。

10.一種低損耗反諧振空芯光纖的制備方法，其特征在于，用于制備權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的低損耗反諧振空芯光纖，所述低損耗反諧振空芯光纖的制備方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光纖制造技術(shù)領(lǐng)域，公開一種低損耗反諧振空芯光纖及其制備方法。低損耗反諧振空芯光纖包括內(nèi)包層和外包層，內(nèi)包層包括外腔單元、多個(gè)第一單元和多個(gè)第二單元，外腔單元呈多邊形結(jié)構(gòu)，外腔單元的端點(diǎn)與外包層抵接，外腔單元的外壁與外包層之間形成多個(gè)空氣區(qū)域，多個(gè)第一單元和多個(gè)第二單元均置于外腔單元的內(nèi)部，每個(gè)外腔單元的內(nèi)壁對應(yīng)抵接有一個(gè)第一單元，多個(gè)第一單元界定的中心區(qū)域?yàn)槔w芯，第二單元與第一單元錯(cuò)開設(shè)置。本發(fā)明的低損耗反諧振空芯光纖裝配定位簡單、加工效率高，同時(shí)傳輸損耗低、能實(shí)現(xiàn)長距離的光傳輸。

技術(shù)研發(fā)人員：于若瑋,孫偉,董智慧,田國才,劉振華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇亨通光纖科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/28