[实用新型]一种环形芯信道三模式模分复用器

说明书

本专利申请提出了一种环形芯信道三模式模分复用器；该模分复用器由3个相同环形芯少模光纤传输信道组成；可实现3个模式的模式复用解复用；该模式复用器的环形芯少模光纤传输信道采用纯二氧化硅的折射率纤芯，实现了低损耗性能；采用大有效折射率差环形芯传输信道并合理设置传输信道的位置和长度，实现了低串扰、高消光比性能。

技术领域

本专利申请涉及一种环形芯信道三模式模分复用器，可应用于光纤光学、光纤通信、光纤无线接入、光学信息处理和新一代信息技术等领域。

背景技术

近年来，光纤通信业界围绕空分复用(包括芯式复用和模分复用及其结合)这一物理维度对通信网络传输容量实现了突破；空分复用中的多芯光纤和少模光纤研究成为前沿研究热点[Guifang Li，Neng Bai，and Ningbo Zhao and Cen Xia，Space-divisionmultiplexing：the next frontier in optical communication.Advances in Optics&Photonics，2014，6(4)：5041-5046；Guifang Li，Magnus Karlsson，Xiang Liu，and YvesQuiquempois，Focus issue introduction：space-division multiplexing，Opt.Express2014，22，32526-32527；He Wen，Hongjun Zheng et al.Few-mode fibre-optic microwavephotonic links[J].Light：Science and Applications 2017，6，8；郑宏军，黎昕，白成林，啁啾脉冲在光纤中的传输，北京：科学出版社，2018，1-184]；文献[Yongmin Jung，QiongyueKang，Hongyan Zhou，Rui Zhang，Su Chen，Honghai Wang，Yucheng Yang，Xianqing Jin，Frank P.Payne，Shaif-ul Alam，and David J.Richardson，″Low-Loss 25.3km Few-ModeRing-Core Fiber for Mode-Division Multiplexed Transmission，″Journal ofLightwave Technol.201735：1363-1368]研制出的低损耗环形芯少模光纤具有当前环形芯少模光纤中最低的光纤损耗和较低模式串扰；其相邻方位角模式之间的有效折射率差随着方位角模式数量的增加而显著增加，这可导致高阶方位角模式之间的相对弱模式耦合，有效降低模式串扰，可降低多入多出(MIMO)处理系统中的数字信号处理器(DSP)的复杂度，增加模分复用系统的可行性和可扩展性；同时，环形芯少模光纤用于放大器理论上可以为所有引导信号模式提供几乎相同的增益。进一步表明环形芯类型少模光纤模型及该光纤具有传输信号的有效性和重要性。

纯二氧化硅纤芯可以有效地减少光纤衰减和熔接损耗，目前大都应用于单模光纤(T.Hasegawa et al.Advances in ultra-low loss silica fibers[J].Frontiers inOptics，2016，paper FTu2B.2；S.Ten.Ultra Low-loss Optical Fiber Technology[J].Optical Fiber Communication Conference，2016，paper Th4E.5；YoshiakiTamura.Ultra-low loss silica core fiber for long haul transmission[J].OpticalFiber Communication Conference，2018，paper M4B.1)。综上，若将纯二氧化硅纤芯、环形芯少模光纤的概念有机融合，有望解决目前少模光纤的研究挑战，有重要的学术价值和应用价值，研究意义重大、应用前景广阔。

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