[发明专利]一种基于时域脉冲的功率耦合系数表征方法

说明书

本发明涉及一种基于时域脉冲的功率耦合系数表征方法，包括以下步骤：测量长度为L的弱耦合光纤的相邻两模式间的时域脉冲响应；将测得的时域脉冲响应按功率分布进行区域划分，得到激发模式时间峰的积分值和光纤模式间弱耦合时间平台的积分值；分别对激发模式时间峰的积分值以及弱耦合时间平台的积分值进行积分计算，得到功率耦合系数；有效区分光纤传输引起的模式间分布式耦合，时域脉冲响应功率按区域积分计算的表征方法对由于模内色散、相位噪声和测量系统带宽限制导致的脉冲展宽具有极高容忍度，有效抑制由于分布式模式耦合和噪声引起的弱耦合时间平台内部功率波动引起的对计算功率耦合系数所带来的影响，得到更加准确的模式间功率耦合系数。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，更具体地，涉及一种基于时域脉冲的功率耦合系数表征方法。

背景技术

随着信息化社会的持续发展，信息需求日益增长，当前的商用单模光纤通信系统的容量已经接近非线性香农极限容量。近年来，基于多模/少模光纤的模分复用传输系统被认为是一种有效提高系统通信容量的方案。一方面，由于光纤拉制及铺设过程中引起的光纤纵向随机起伏，无法避免地会在光纤传输中产生模式间耦合，因此模分复用系统通常需要高复杂度的多输入多输出(MIMO)均衡。为了避免MIMO均衡或者降低MIMO均衡的复杂度，可以通过设计出具有模式(组)间弱耦合特性的少模光纤来实现低复杂度的模分复用通信系统。

另一方面，对于现有的弱耦合光纤的耦合特性表征方法，如直接系统功率测量表征方法或者时域脉冲响应拟合表征方法的表征结果往往高度依赖于在测量装置中采用的设备性能，对于具有相似折射率分布的弱耦合少模光纤，甚至是一个特定的光纤，不同方法的表征结果存在很大的差距。

现有的技术中，中国发明专利CN109449731B公开了“一种超快脉冲光纤激光器”，公开日为2019年09月20日，包括光纤锁模激光源、脉冲展宽器、脉冲激光放大器、脉冲压缩器，光纤锁模激光源发出的脉冲激光经过脉冲展宽器进行色散而产生时域的展宽，再经过脉冲激光放大器进行能量的放大，最后经过脉冲压缩器在时域上压缩到所需的脉宽为皮秒或飞秒的脉冲激光输出，光纤锁模激光源的输出端与脉冲展宽器的输入端连接，脉冲展宽器的输出端与脉冲激光放大器的输入端连接，脉冲激光放大器的输出端与脉冲压缩器的输入端连接。该方案中的激光器是发射脉冲，产生时域的展宽，其光纤与本申请不同，本申请采用的是弱耦合光纤，且发明目的与技术细节均不同。

发明内容

本发明为解决现有的弱耦合光纤中，功率耦合的表征依赖设备性能的技术缺陷，提供了一种基于时域脉冲的功率耦合系数表征方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

一种基于时域脉冲的功率耦合系数表征方法，包括以下步骤：

S1：测量长度为L的弱耦合光纤的相邻两模式间的时域脉冲响应；

S2：将测得的时域脉冲响应按功率分布对其进行区域划分，得到激发模式时间峰的积分值和光纤模式间弱耦合时间平台的积分值；

S3：分别对激发模式时间峰的积分值以及弱耦合时间平台的积分值进行积分计算，得到功率耦合系数。

上述方案中，有效区分光纤传输引起的模式间分布式耦合，时域脉冲响应功率按区域积分计算的表征方法对由于模内色散、相位噪声和测量系统带宽限制导致的脉冲展宽具有极高的容忍度，有效抑制于由于分布式模式耦合和噪声引起的弱耦合时间平台内部功率波动所引起的对计算功率耦合系数所带来的影响，从而得到更加准确的模式间功率耦合系数。

在步骤S1中，时域冲激响应的测量方法包括扫谱干涉仪法或其它测量光纤时域冲激响应的方法。

时域冲激响应的测量方法还包括矢量网络分析仪法。

时域冲激响应的测量方法包括其它测量光纤时域冲激响应的方法。