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四、保偏光纤
保偏光纤在许多与偏振相关的应用领域具有使用价值。随着通信系统传输速率的提高和光纤陀螺等高级光纤传感器件的发展,对偏振态系统控制的问题变得非常重要。
国际上,目前有各种类型的保偏光纤产品进入市场,知名的保偏光纤制造公司有生产领结型保偏光纤的FiberCore公司,有生产椭圆包层保偏光纤的3M公司,以及生产熊猫型保偏光纤的Fujikura,Corning ,Nufern、YOFC和OFS等公司。所有的这些公司生产的保偏光纤都具有良好的双折射性能。目前市场需求量为5000km,市场容量在5000万元左右,国内对保偏光纤的需求量逐年增大,表2为典型的熊猫型保偏光纤的技术指标。
常规保偏光纤大多采用预制棒钻孔的方法,然后置入应力硼棒,形成应力双折射。光子晶体光纤科学技术的出现,为保偏光纤技术提供了新的途径。目前,国外已经开始了光子晶体PMF的研究,利用氧化硅一空气之间的折射率反差大,容易获得高双折射,研制出了保偏光子晶体光纤(PCF).英国巴斯大学报道了其研制的高双折射PCF,利用相同直径不同壁厚的毛细管组合成预制棒,实现不同的微孔直径.光纤外直径125μm、节距1.46μm、小孔直径0.54μm、大孔直径1.14μm、在1 550 nm 的拍长为410μm ,双折射B =3.8 x 10-3 ,约为目前熊猫型PMF的10倍.Theis P.hansen利用光子晶体光纤可以高设计自由度的优势,在光纤中引入双纤芯,微孔点阵呈现三角形点阵,研制的光子晶体PMF双折射达到1.0x10-3 .目前研制的光子晶体PMF在1 550 am 窗口的损耗为1.3 dB/km,并以10 Gbit/s的速率进行1.5 km的传输系统试验。
烽火通信在国家科技计划的支撑下开展了光子晶体保偏光纤的研究,制备出如图11所示的保偏光子晶体光纤,其模双折射B=3.1x10-3。并进行了10G通信系统的PMD补偿试验研究:图12中的左图表示系统没有进行PMD补偿时的眼图,系统的固定DGD为16ps,可以看出信号严重地受到系统PMD的影响而不能正常工作;采用图11所示的保偏光子晶体光纤对系统进行PMD补偿后,图12中的右图显示通信系统的眼图睁开,系统恢复正常工作。
因此,光子晶体保偏光纤以其高设计自由度、高保偏性能,以及空隙中填充各种材料可以制造出各种纤维光学器件,将具有广阔的应用前景。
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