Волокно на основе фотонного кристалла и способ его изготовления - RU2226705C2
Код документа: RU2226705C2
Чертежи
Показать все 28 чертежа(ей)
Описание
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).
Реферат
Изобретение относится к оптоволоконной технике и может быть использовано в оптических усилителях, лазерах, спектральных фильтрах, газовых датчиках и телекоммуникационных сетях. Волокно содержит область с однородным низким показателем преломления, которая окружается оболочкой, которая является периодической структурой из областей с низким и высоким показателями преломления. Область с низким показателем преломления имеет наибольший размер, который больше, чем отдельный самый короткий период оболочки. Световое излучение удерживается в области с более низким показателем преломления за счет запрещенной энергетической зоны фотонного кристалла оболочки. Отношение областей оболочки с низким показателем преломления к областям с высоким показателем преломления по объему равно по меньшей мере 15%. Способ изготовления волокна включает формирование пакета стержней, который включает по меньшей мере один усеченный стержень, определяющий полость в пакетах, и протягивание пакета в волокно, имеющее удлиненную полость. Обеспечено увеличение передаваемой мощности. 9 с. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил.
Формула
1. Волокно на основе фотонного кристалла, содержащее область по существу с однородным, низким значением показателя
преломления, которая по существу окружается оболочкой, включающей области с высоким значением показателя преломления, и которая является по существу периодической структурой оболочки из областей с
низким и высоким показателями преломления, отличающееся тем, что область с низким показателем преломления имеет наибольший поперечный размер, который больше, чем отдельный, самый короткий период
оболочки, в результате чего световое излучение может по существу удерживаться в области с низким показателем преломления посредством запрещенной энергетической зоны фотонного кристалла материала
оболочки, при этом световое излучение может быть направлено вдоль волокна, в то время как оно удерживается.
2. Волокно на основе фотонного кристалла по
п.1, отличающееся тем, что область с низким показателем преломления содержит газ или вакуум.
3. Волокно на основе фотонного кристалла по п.1 или 2,
отличающееся тем, что материал периодической оболочки по существу имеет структуру треугольной решетки.
4. Волокно на основе фотонного кристалла по п.3,
отличающееся тем, что треугольная решетка содержит воздушные полости в твердой матрице.
5. Волокно на основе фотонного кристалла по любому из
предшествующих пунктов, отличающееся тем, что области с высоким показателем преломления состоят в существенной степени из кварца.
6. Волокно на основе
фотонного кристалла по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что доля воздуха в оболочке составляет, по меньшей мере, 15% по объему по отношению к объему оболочки.
7. Волокно на основе фотонного кристалла по п.6, отличающееся тем, что область с низким показателем преломления содержит воздух.
8. Волокно на основе фотонного кристалла по любому из предшествующих пунктов, в котором область с низким показателем преломления представляет собой область с низким давлением.
9. Волокно на основе фотонного кристалла по любому из предшествующих пунктов, в котором область с низким показателем преломления содержит материал, имеющий
нелинейный оптический отклик, в результате световое излучение может генерироваться за счет нелинейных процессов в области с низким показателем преломления.
10. Волокно на основе фотонного кристалла, содержащее область по существу с однородным, низким значением показателя преломления, которая по существу окружается оболочкой, включающей
области с высоким значением показателя преломления, и которая является по существу периодической, отличающееся тем, что область с низким показателем преломления является достаточно большой для
поддержания, по меньшей мере, одной поперечной моды, и при этом указанная оболочка включает области с низким показателем преломления оболочки, при этом отношение области с низким показателем
преломления оболочки к области с высоким показателем преломления составляет, по меньшей мере, 15% по отношению к объему.
11. Волокно на основе
фотонного
кристалла по п.10, отличающееся тем, что является одномодовым волокном.
12. Оптическое устройство, включающее волокно на основе фотонного
кристалла по
любому из предшествующих пунктов.
13. Оптическое устройство по п.12, отличающееся тем, что содержит спектральное фильтрующее
устройство.
14. Оптическое устройство по п.12, отличающееся тему что содержит оптический усилитель.
15.
Оптическое устройство по
п.12, отличающееся тем, что содержит лазер.
16. Оптическое устройство по п.12, отличающееся тем, что содержит датчик, который
контролирует свойство газа,
который содержится в области с низким показателем преломления.
17. Телекоммуникационная система, включающая волокно на
основе фотонного кристалла по
любому из пп.1-11.
18. Телекоммуникационная система, включающая оптическое устройство по любому из пп.12-16.
19. Телекоммуникационная сеть, включающая телекоммуникационную систему по любому из пп.17 и 18.
20. Способ
изготовления волокна на основе
фотонного кристалла, содержащий следующие стадии: (a) формирование пакета стержней, причем пакет включает, по меньшей мере, один усеченный стержень, который определяет
полость в пакете; (b)
протягивание пакета в оптическое волокно, имеющее удлиненную полость.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что оптическое
волокно представляет собой
волокно по любому из пп.1-8 или 10 и 11.
22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что полость имеет поперечный размер,
больший, чем соответствующий
поперечный размер любого из стержней.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что полость имеет поперечный размер, больший,
чем сумма соответствующих
размеров любых двух стержней.
24. Способ по любому из пп.20-23, отличающийся тем, что пакет стержней содержит стержни,
которые являются
капиллярами.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что капилляры формируют треугольную периодическую структуру.
26. Способ по п.24 или 25, отличающийся тем, что капилляры заполняются материалом, отличным от воздуха.
27. Волокно на
основе фотонного
кристалла, изготовленное способом по любому из пп.20-26.
28. Способ передачи светового излучения вдоль волокна на основе фотонного
кристалла, причем
волокно является волокном по любому из пп.1-12.
