1.本实用新型涉及光子晶体光纤技术领域，具体公开一种抗弯曲抗压的高双折射光子晶体光纤结构。
背景技术：
2.光子晶体光纤(简称pcf)，又被称为微结构光纤(简称msf)，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在低折射率的光纤芯区传播。光子晶体光纤是由一簇细小的毛细管周期性排列制备而成。由于具有优良的传输特性，光子晶体光纤迅速在全球受到重视。
3.但是，现有的专利发明中往往只考虑到双折射一个性质进行光子晶体光纤的设计，对光纤的抗弯性能并不考虑，现有的光子晶体光纤在使用时容易收到弯曲，在承受大的扭曲和压力会快速产生破坏，其传输的信息会由于弯曲会受到干扰，且使用寿命较低。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种抗弯曲抗压的高双折射光子晶体光纤结构，具有良好的抗弯抗压性能，在承受大的扭曲和压力不会快速产生破坏。
5.为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
6.本实用新型提供一种抗弯曲抗压的高双折射光子晶体光纤结构,包括基底和绕基底中心环形设置在所述基底内的空气孔层；
7.所述空气孔层包括多个沿光纤长度方向贯穿整个光纤的空气孔；所述空气孔层包括：在光纤横截面上从外向内依次环形设置的多个大面积椭圆形空气孔和小面积圆形空气孔；
8.多个大面积椭圆形空气孔以光纤横截面中心分布，所述小面积圆形空气孔紧靠所述大面积椭圆形空气孔分布。
9.上述设置的效果：内部空气就是产生包层的效果，空气中的折射率是1.0，纤芯的折射率大于空气的折射率，这样可以产生全内反射形式。大的椭圆形空气孔可以增加抗弯抗压能力。
10.大面积椭圆形空气孔可以有效的消除抗弯抗压产生的应力。大面积椭圆形空气孔下的一排小圆形空气孔可以有效缓冲和进一步消除应力对内部空气孔的影响。
11.进一步的，所述空气孔层还包括：环形分布在所述大面积椭圆形空气孔内的多个圆形空气孔；
12.所述圆形空气孔紧靠小面积圆形空气孔的错开排列，靠近大面积椭圆形空气孔的未错开排列。
13.上述设置的效果：错开圆形空气孔和非错开的圆形空气孔使折射率产生变化。
14.进一步的，所述空气孔层还包括：错列绕光纤横截面中心分布在所述圆形空气孔
内的多个中等椭圆形空气孔、小椭圆形空气孔；
15.上述设置的效果：内部的多种椭圆形空气孔排列，使产生高双折射特性。
16.进一步设置：所述大面积椭圆形空气孔、小面积圆形空气孔、错开排列圆形空气孔、非错开圆形空气孔、小椭圆形空气孔、中等椭圆形空气孔和小椭圆形空气孔均关于x轴或者y轴对称。
17.上述设置达到的效果：内部结构都是上下左右对称的，使内部结构可以周期性的排列，形成良好的双折射效应。
18.进一步的，所述空气孔层包括大面积椭圆形空气孔、两排缓冲小圆形空气孔以及四排非错开排列和六排错开排列的圆形空气孔，以及多种椭圆形空气孔状。
19.进一步的，所述基底为二氧化硅基底。
20.进一步设置：所述大面积椭圆形空气孔的短轴和长轴分别是0.8um和2.28um；
21.所述小面积圆形空气孔的半径是0.2um；
22.错开排列的圆形空气孔和非错开排列的圆形空气孔的半径均为0.36um；
23.所述小椭圆形空气孔和短轴和长轴分别为0.2um和0.4um；
24.所述中等椭圆形空气孔短轴和长轴分别为0.3um和0.5um。
25.进一步设置：错开排列的圆形空气孔之间的距离和非错开排列的圆形空气孔之间的距离都为a1，大面积椭圆形空气孔和小圆形空气孔的中心距离为b1，小圆形空气孔和镶嵌的椭圆形空气孔的中心距离为b2，椭圆形空气孔和中等椭圆形空气孔的中心距为b3，中等椭圆形空气孔和基底中心距离为b4，镶嵌在非错开排列椭圆形空气孔的椭圆形空气孔之间中心距为b5，中等椭圆形空气孔和基底中心距为c1，椭圆形空气孔和基底中心距为c2，大面积椭圆形空气孔与基底中心距为c3；
26.上述参数分别是，a1＝0.8um，b1＝1.025um，b2＝2.075um，b3＝0.8um，b4＝1um，b5＝0.5um，c1＝0.5um，c2＝1.2um，c3＝4.9um。
27.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
28.1.本光子晶体光纤具有良好的抗弯抗压性能，在承受大的扭曲和压力不会快速产生破坏，从而保障了信息在传输过程中不会受干扰影响，且大大延长光子晶体光纤使用寿命。
29.2.通过内部椭圆形空气孔的排列以及大小不一样，产生高双折射特性，可以用于光纤通信领域。
附图说明
30.图1为实用新型整体结构示意图；
31.图2为x轴的电场模式图；
32.图3为y轴的电场模式图；
33.图4为双折射系数随着波长变化图；
34.图中：
35.1、基底二氧化硅的横截面；2、大面积椭圆形空气孔；3、小圆形空气孔；4、圆形空气孔；5、中等椭圆形空气孔；6、小椭圆形空气孔。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
37.在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实施例和简化描述，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实施例的限制。
38.如图1：本实用新型的圆形空气孔基底二氧化硅横截面积1，大面积椭圆形空气孔2，紧靠大面积椭圆形空气孔孔的小面积圆形空气孔3，紧靠小面积圆形空气孔的是错开排列圆形空气孔4，靠近大面积椭圆形空气孔和圆形空气孔的是未错开的圆形空气孔4，镶嵌在圆形空气孔中的是小椭圆形空气孔6，接着就是中等大小椭圆形空气孔5，以及镶嵌在圆形空气孔4的椭圆形空气孔6。
39.本实施例的空气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度。
40.本实施例提供的一种抗弯曲抗压的高双折射光子晶体光纤结构,包括大面积椭圆形空气孔1，紧靠大面积椭圆形空气孔孔1的小面积圆形空气孔2，紧靠小面积圆形空气孔2的是错开排列圆形空气孔3，靠近大面积椭圆形空气孔1和圆形空气孔3的是未错开的圆形空气孔4，镶嵌在圆形空气孔3中的是小椭圆形空气孔5，接着就是中等大小椭圆形空气孔6，以及镶嵌在圆形空气孔4的椭圆形空气孔7。
41.所述大面积椭圆形空气孔1、小面积圆形空气孔2、错开排列圆形空气孔3、非错开圆形空气孔4、小椭圆形空气孔5、中等椭圆形空气孔6和小椭圆形空气孔7都是关与x轴y轴对称。
42.大面积椭圆形空气孔1的短轴和长轴分别是0.8um和2.28um，小面积圆形空气孔2的半径是0.2um，错开排列的圆形空气孔3和非错开圆形空气孔4半径都为0.36um，小椭圆形空气孔5和7短轴和长轴分别为0.2um和0.4um，中等椭圆形空气孔6短轴和长轴分别为0.3um和0.5um。
43.错开排列的圆形空气孔3之间的距离和非错开排列的圆形空气孔4之间的距离都为a1，大面积椭圆形空气孔1和小圆形空气孔2的中心距离为b1，小圆形空气孔2和镶嵌的椭圆形空气孔5的中心距离为b2，椭圆形空气孔3和中等椭圆形空气孔6的中心距为b3，中等椭圆形空气孔6和基底中心距离为b4，镶嵌在非错开排列椭圆形空气孔4的椭圆形空气孔7之间中心距为b5，中等椭圆形空气孔60和基底中心距为c1，椭圆形空气孔7和基底中心距为c2，大面积椭圆形空气孔1与基底中心距为c3。
44.上述参数分别是，a1＝0.8um，b1＝1.025um，b2＝2.075um，b3＝0.8um，b4＝1um，b5＝0.5um，c1＝0.5um，c2＝1.2um，c3＝4.9um。
45.为具体验证本实用新型的结构效果，本实施例利用comsol multipysics进行仿真。
46.具体参数：大面积椭圆形空气孔2的短轴和长轴分别是0.8um和2.28um，小面积圆形空气孔3的半径是0.2um，错开排列的圆形空气孔和非错开圆形空气孔4半径都为0.36um，小椭圆形空气孔6短轴和长轴分别为0.2um和0.4um，中等椭圆形空气孔5短轴和长轴分别为0.3um和0.5um。以及定位参数a1＝0.8um，b1＝1.025um，b2＝2.075um，b3＝0.8um，b4＝1um，
b5＝0.5um，c1＝0.5um，c2＝1.2um，c3＝4.9um。
47.周围大的空气孔，当受到压力(或弯曲)使内部的空气具有稍微的缓冲作用。
48.双折射系数b的公式为：式中re表示取实部,n
xeff
和n
yeff
分别为x偏振模和y偏振模的有效折射率。
49.经过试验证明，本实用新型的结构具有良好的抗弯抗压性能，在承受大的扭曲和压力不会快速产生破坏，从而保障了信息在传输过程中不会受干扰影响，通过内部椭圆形空气孔的排列以及大小不一样，产生高双折射特性，可以用于光纤通信领域。
50.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。