阅读说明：本技术 一种带有隔离膜的多芯光纤结构 (Multi-core optical fiber structure with isolating film ) 是由 郑晶晶 裴丽 解宇恒 宁提纲 阮祖亮 李晶 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种带有隔离膜的多芯光纤结构,属于特种光纤技术领域。包括共同包层,及均匀包裹在共同包层内的至少一根纤芯,相邻的两根纤芯通过在其中一根所述纤芯或两根所述纤芯外侧包覆隔离膜相互隔离,所述隔离膜与所述纤芯之间有保留包层。本发明将金属膜包覆在纤芯的周围,对金属膜外的纤芯模式有良好的隔离作用,同时膜内保留包层厚度较薄,各纤芯之间能够在保持低串扰特性的同时,距离更加相互靠近,满足多芯光纤高纤芯密度、低芯间串扰的要求；对各纤芯的具体参数没有要求,可以在同种纤芯的情况下提供高密度低串扰特性,不会增加器件和系统的复杂程度。(The invention provides a multi-core optical fiber structure with an isolation film, and belongs to the technical field of special optical fibers. The fiber core structure comprises a common cladding and at least one fiber core uniformly wrapped in the common cladding, wherein two adjacent fiber cores are mutually isolated by wrapping an isolating film on one of the fiber cores or the outer sides of the two fiber cores, and a reserved cladding is reserved between the isolating film and the fiber cores. The metal film is coated around the fiber core, so that the fiber core mode outside the metal film is well isolated, the thickness of the coating layer reserved in the film is thinner, the fiber cores can be closer to each other while the low crosstalk characteristic is kept, and the requirements of high fiber core density and low inter-core crosstalk of the multi-core optical fiber are met; the specific parameters of each fiber core are not required, the high-density low-crosstalk characteristic can be provided under the condition of the same fiber core, and the complexity of devices and systems is not increased.)

一种带有隔离膜的多芯光纤结构

技术领域

本发明涉及特种光纤技术领域，具体涉及一种实现了高密度低串扰性能的带有隔离膜的多芯光纤结构。

背景技术

多芯光纤是大容量光纤通信和光纤传感的基础。多芯光纤在同一根光纤中容纳多于一个纤芯，明显提高单根光纤的复用密度，是特种光纤的重要发展方向。芯间串扰是多芯光纤的一项关键指标，这项指标显示了多芯光纤纤芯间相互影响的程度。对于各纤芯独立传输的应用来说，纤芯之间的串扰会提高信号误码率，降低信号的传输质量和传输距离，因此对多芯光纤需要进行特殊的结构设计以控制、降低芯间串扰。

目前常见的芯间串扰控制方法主要有三类：增大纤芯距、沟槽辅助、纤芯异化。当纤芯逐渐靠近时，一根纤芯支持的模场就会与其他纤芯所在的区域交叠，进而对其他纤芯中传输的模场产生影响。纤芯之间的距离越近、模场交叠的程度越高，纤芯间发生功率交换的速度就越快，因此增大纤芯距、利用沟槽辅助限制模场，都是控制芯间串扰的有效手段。

通过增大纤芯距的方式降低串扰，通常需要保证纤芯距大于纤芯半径的4-5倍，对常规的单模纤芯来说约为20-25μm，若纤芯为少模或多模光纤，模场外扩情况更为严重，纤芯距还会进一步增大。沟槽辅助是利用掺氟石英折射率略低于纯石英的特性，通过光在多层介质中的传输特性，将光场更好地束缚在沟槽范围之内，降低对其他纤芯所在区域的影响。掺氟石英的沟槽宽度在2-5μm，通常在沟槽和纤芯之间还存在纯石英环，这种方式在降低串扰的同时增大了芯区实际面积，在相同串扰水平下仍然会导致18μm左右的较大纤芯距。

异种纤芯能够造成交叠模场间的失配，抑制发生功率交换的程度，籍此降低串扰的发生程度。当纤芯差异足够大时，即使纤芯相互接近，发生交换的功率占比也能低至1％以下，是控制串扰的同时降低纤芯距、增大纤芯密度的良好手段。

目前低串扰多芯光纤在降低串扰的同时，会不同程度地增大纤芯之间的距离，限制纤芯密度；异种纤芯方案能够较好满足高密度要求，但纤芯的异化导致各纤芯支持的模场存在差异，增大了功能器件和系统的构成难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对金属隔离膜外的纤芯模式有良好的隔离作用、满足多芯光纤高纤芯密度、低芯间串扰要求的高密度低串扰的带有隔离膜的多芯光纤结构，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种带有隔离膜的多芯光纤结构，包括共同包层，及均匀包裹在共同包层内的至少一根纤芯，

相邻的两根纤芯通过在其中一根所述纤芯或两根所述纤芯外侧包覆隔离膜相互隔离，所述隔离膜与所述纤芯之间有保留包层。

优选的，所述隔离膜的制作材料为金属材料。

优选的，所述隔离膜的制作材料为金。

优选的，所述保留包层的厚度小于所述纤芯的半径。

优选的，所述隔离膜的厚度小于所述保留包层的厚度。

优选的，所述保留包层与所述共同包层的制作材料相同。

优选的，所述纤芯的折射率高于所述共同包层的折射率，所述纤芯的折射率与所述共同包层的折射率之差为0.005。

优选的，所述纤芯的直径为8μm。

优选的，所述保留包层的厚度为0.99μm。

优选的，所述隔离膜的厚度为0.01μm。

本发明有益效果：将金属隔离膜包覆在纤芯的周围，对金属膜外的纤芯模式有良好的隔离作用，同时膜内保留包层厚度较薄，各纤芯之间能够在保持低串扰特性的同时，距离更加相互靠近，满足多芯光纤高纤芯密度、低芯间串扰的要求；对各纤芯的具体参数没有要求，可以在同种纤芯的情况下提供高密度低串扰特性，不会增加器件和系统的复杂程度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所述的带有隔离膜的多芯光纤结构横截面示意图。

图2为本发明实施例2所述的带有隔离膜的多芯光纤结构横截面示意图。

图3为本发明实施例3所述的带有隔离膜的多芯光纤结构横截面示意图。

其中：1-共同包层；2-纤芯；3-隔离膜；4-保留包层。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供一种带有隔离膜的多芯光纤结构，包括共同包层1，及均匀包裹在共同包层1内的至少一根纤芯2，相邻的两根纤芯2通过在其中一根所述纤芯2外侧包覆隔离膜3相互隔离，所述隔离膜3与所述纤芯2之间有保留包层4。

该光纤是纵向均匀的圆柱形结构，由正中的两个相互分离的两根纤芯、环绕右侧纤芯的金属隔离膜、右侧纤芯与金属隔离膜之间的保留包层以及在两个纤芯外的共同包层构成。本实施例所述结构适用于共同包层折射率低于纤芯折射率，保留包层折射率低于纤芯折射率的情况。

两根纤芯的参数完全相同，保留包层与共同包层的材料相同，折射率相同，金属隔离膜材料采用金。

在本发明实施例1中，可以选择关键参数分别为：纤芯的直径均为8μm，与共同包层的折射率差为0.005，保留包层的厚度为0.99μm，金薄隔离膜的厚度为0.01μm，两根纤芯的中心距为10μm。此时，两根纤芯间的边缘最小距离仅为2μm。

实施例2

如图2所示，本发明实施例2提供一种带有隔离膜的多芯光纤结构，包括共同包层1，及均匀包裹在共同包层1内的至少一根纤芯2，相邻的两根纤芯2通过在外侧包覆隔离膜3相互隔离，隔离膜3与所述纤芯2之间有保留包层4。

本发明实施例2所述的光纤是纵向均匀的圆柱形结构，由正中的两个相互分离的两根纤芯、两根纤芯上均设有的金属隔离膜、纤芯与金属隔离膜之间设有保留包层以及在两个纤芯外的共同包层构成。本实施例所述结构适用于共同包层折射率低于纤芯折射率，保留包层折射率低于纤芯折射率的情况。

两根纤芯的参数完全相同，保留包层与共同包层的材料相同，折射率相同，金属隔离膜材料采用金。

在本发明实施例2中，可以选择关键参数分别为：两根纤芯的直径均为8μm，与共同包层的折射率差为0.005，两个保留包层的厚度均为0.99μm，金隔离膜的厚度均为0.01μm，两根纤芯的中心距为10μm。此时，两个金属隔离膜间的边缘紧邻。

实施例3

如图3所示，本发明实施例3提供一种带有隔离膜的多芯光纤结构，包括共同包层1，及均匀包裹在共同包层1内的至少一根纤芯2，相邻的两根纤芯2通过在其中一根所述纤芯2或两根所述纤芯2外侧包覆隔离膜3相互隔离，所述隔离膜3与所述纤芯2之间有保留包层4。

本发明实施例2所述的光纤是纵向均匀的圆柱形结构，所述纤芯的个数为9根，其中一根纤芯位于所述共同包层的中心轴上，另外8根纤芯均匀围绕在该位于共同包层中心轴上的纤芯的周围。本实施例所述结构适用于共同包层折射率低于纤芯折射率，保留包层折射率低于纤芯折射率的情况。

在本发明实施例3中，位于中心轴的纤芯上包覆隔离膜，隔离膜与纤芯间有保留包层。围绕中心轴的纤芯均匀设置的其他8根纤芯中，每间隔一根纤芯设置隔离膜，隔离膜与纤芯间有保留包层。

9根纤芯的参数完全相同，保留包层与共同包层的材料相同，折射率相同，金属隔离膜材料采用金。

在本发明实施例3中，可以选择关键参数分别为：各纤芯直径均为8μm，与共同包层的折射率差为0.005，除中心纤芯外，其余8根纤芯在距离中心半径12μm的圆上均布，圆上各纤芯中心距9.18μm。金隔离膜的厚度均为0.01μm，与相邻纤芯边缘紧邻。

综上所述，本发明实施例所述的光纤结构，在一个或多个纤芯外侧环绕极薄的金属隔离膜，并在金属隔离膜和纤芯之间保留一定厚度的包层，以金属隔离膜分隔的各芯区紧密相邻或仅有较小间隔。其中，金属隔离膜可以在比较广泛的范围中选择，除优选金外，还可以选择其他材料，例如银、铜、铂等材料。将金属隔离膜围绕纤芯的模式，对纤芯有良好的隔离作用，同时隔离膜内保留包层厚度较薄，因此各纤芯之间能够在保持低串扰特性的同时相互靠近，满足多芯光纤高纤芯密度、低芯间串扰的要求。本发明实施例所述的纤芯结构对各纤芯的具体参数没有要求，可以在同种纤芯的情况下提供高密度低串扰特性，不会对器件和系统的复杂程度造成影响。

本领域普通技术人员可以理解：本发明实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。