[发明专利]光纤输出光束轮廓测量方法和光纤输出光束轮廓测量装置

说明书

本文提供了一种用于测量从随机耦合的多芯光纤输出的光束的轮廓的方法及装置。该装置包括光源、测量单元和分析单元。将从光源输出的光在光纤的输入端输入到光纤的多个空间模式中的一个或多个空间模式中。测量单元通过对在光纤的输出端从多个空间模式输出的组合光的光束轮廓的多个空间模式之间的干涉分量求平均，来测量从多个空间模式中的相应空间模式输出的各个光分量的强度分布的总和。分析单元根据由测量单元获得的各个光分量的强度分布的总和来计算光纤的MFD和/或A_eff。

技术领域

本发明涉及用于一种测量从具有随机耦合的多个空间模式的多芯光纤输出的光束轮廓的方法及装置。

背景技术

作为具有多个空间模式(多个芯部和/或多个导模)的光纤的空分多路复用光纤的优点在于，可以增大所传输的信息的空间密度，并因此作为实现有效使用具有有限面积的传输路径(例如地下管道和海底线缆)的技术是有吸引力的。

具体而言，导模在多个芯部中相互耦合的耦合多芯光纤(C-MCF)包括布置为彼此之间的距离较小的芯部，并因此对增大所传输的信息的空间密度而言是有效的。因此，当与对通过耦合芯部传输的多个导模的信号之间进行区分的多输入多输出(MIMO)信号处理技术结合使用时，C-MCF能够实现高密度、高容量的信号传输。

随机耦合的多芯光纤(RC-MCF)是C-MCF的一个实例，在这种光纤中，适当地设定芯部之间的耦合强度，使得由于光纤的弯曲和扭曲而发生随机模式耦合。因此，模式之间的差模延迟(DMD)的累积速率可以减小到光纤长度的平方根。因此，可以通过使用RC-MCF来减少MIMO信号处理中的计算的量和成本。Tetsuya Hayashi等人的“Coupled-Core Multi-CoreFibers:High-Spatial-Density Optical Transmission Fibers with Low DiFFerentialModal Properties(耦合芯部的多芯光纤：具有低差分模式特性的高空间密度光学传输光纤)，ECOC 2015，We.1.4.1(2015)，Taiji Sakamoto等人的“Fiber Twisting-and Bending-Induced Adiabatic/Nonadiabatic Super-Mode Transition in Coupled MulticoreFiber(耦合多芯光纤中的光纤扭曲和弯曲诱导的绝热/非绝热超模跃迁)”J.of LIGHTWAVETECHNOLOGY，Vol.35,No.4,pp.1228-1237(2016)以及Tetsuya Hayashi等人的“Record-LowSpatial Mode Dispersion and Ultra-Low Loss Coupled Multi-Core Fiber forUltra-Long-Haul Transmission(用于超长距离传输的记录低空间模式色散和超低损耗耦合多芯光纤)”J.OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,Vol.35,No.3,pp.450-457(2017)描述了RC-MCF的实例。典型的RC-MCF具有1[1/m]或更大的芯间模式耦合系数或10[1/km]或更大的芯间功率耦合系数。

与目前广泛使用的单芯光纤相比，RC-MCF更重要，这不仅是因为芯部具有更高的空间密度，而且还因为：光因模式耦合而在芯部之间分散，从而导致光的非线性降低。因为非线性降低，所以当传播高强度光时，RC-MCF会因非线性干扰而产生更少的光学噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量从RC-MCF输出的光束的轮廓的方法及装置。

根据本发明的测量从作为RC-MCF的光纤输出的光束的轮廓的方法包括测量步骤和分析步骤。在测量步骤中，将从光源输出的光在所述光纤的输入端输入到所述光纤的多个空间模式中的一个或多个空间模式中，并且通过对在所述光纤的输出端从所述多个空间模式输出的组合光的光束轮廓的多个空间模式之间的干涉分量求平均，来测量从所述多个空间模式中的相应的一个空间模式输出的各个光分量的强度分布的总和。在分析步骤中，根据所述强度分布的总和来计算所述光纤的输出光束评估指标。