7/22/2021，近日，長(zhǎng)盈通研究人員參與設(shè)計(jì)了一種新型的采用凹折射率包層的超寬帶高雙折射層狀布拉格光子帶隙光纖（Bragg Layered Photonic Bandgap Fiber，BL-PBGF）。該種光纖擁有蜂窩狀毛細(xì)管包層，以及非對(duì)稱雙折射的橢圓形纖芯；此外，通過(guò)創(chuàng)造性地在蜂窩狀毛細(xì)管包層中引入三種不同的折射率，形成凹狀折射率分布（如圖1），使得該光纖具備低的限制損耗和彎曲損耗，以及高的雙折射等優(yōu)良特性。


圖1   (a)傳統(tǒng)光子帶隙光纖的橫截面圖； (b)、(c)包層和纖芯的設(shè)計(jì)參數(shù)； (d)~(f)不同凹折射率包層設(shè)計(jì)的新型光子帶隙光纖

   仿真結(jié)果表明，該種新型光子帶隙光纖，能夠在180nm的極寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)，將限制損耗維持在2dB/km左右，而這一180nm的波長(zhǎng)范圍，是傳統(tǒng)光子帶隙光纖限制損耗波長(zhǎng)帶寬范圍的3倍（如圖2）。


 圖2 不同輸入波長(zhǎng)情況下限制損耗的對(duì)比情況

   此外，在上述180nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，該新型光子帶隙光纖的雙折射在10−3量級(jí)，最大可達(dá)2.5 × 10−3（如圖3）。在彎曲損耗方面，該新型光纖同樣較傳統(tǒng)光子帶隙光纖有很大的提升：當(dāng)彎曲半徑小于3.5 mm時(shí)，彎曲損耗可降低為傳統(tǒng)光子帶隙光纖的1/3以下；當(dāng)彎曲半徑大于10 mm時(shí)，彎曲損耗最小只有傳統(tǒng)光子帶隙光纖的1/2（如圖4）。


 圖3 不同輸入波長(zhǎng)情況下雙折射的對(duì)比情況


 圖4 不同輸入波長(zhǎng)情況下彎曲損耗的對(duì)比情況

可以預(yù)見(jiàn)，該種新型的光子帶隙光纖，在降低無(wú)骨架光纖環(huán)體積、光纖陀螺的小型化應(yīng)用方面，具有很大的潛力。

參考：
Hongyu Tan, Chaotan Sima, Botao Deng, Xiaohang Zhang, Guoqun Chen, Qianqing Yu, Jianghe Xu, Zhenggang Lian, and Deming Liu, “Design and Analysis of Ultra-Wideband Highly-Birefringent Bragg Layered Photonic Bandgap Fiber With Concave-Index Cladding”, IEEE Photonics Journal 13 (3), 1-10, 2021. DOI:10.1109/JPHOT.2021.3075446。