模分复用系统中少模复用（解复用）技术研究

发布时间：2021-10-30 12:32

　　近年来,在模分复用（MDM）光通信领域中采用少模光纤（FMFs）来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤（SMFs）非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器（LCOS-based SLM）的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点. 

【文章来源】：聊城大学学报(自然科学版). 2020,33(02)

【文章页数】：18 页

【部分图文】：

三模式光子灯笼的输出端面和模式折射率的变化曲线[12]

图6 三模式光子灯笼的输出端面和模式折射率的变化曲线[12]图7是三模式光子灯笼输出少模模式光强分布图[12],(a）左侧是常规标准光子灯笼背光可见光时显微镜图像，右侧是分别从三条单模光纤输入光信号测量得到的标准光子灯笼输出模式；（b）左侧是模式选择光子灯笼背光可见光时显微镜图像，右侧是分别从三条单模光纤输入光信号测量得到的模式选择光子灯笼输出模式；（c）左侧是模式选择光子灯笼仿真图像，右侧是分别从三条单模光纤输入光信号仿真得到的模式选择光子灯笼输出模式．常规标准光子灯笼的结构是旋转对称的，导致其输出模式是旋转对称．模式选择光子灯笼的输出模式是非旋转对称的．模式选择光子灯笼的几何和模式的不对称性表明光子灯笼不能纯正激发少模模式的程度，但其输出模式依然与少模光纤的模式非常相似．

光子灯笼研制成功以来，应用对称型标准光子灯笼完成了WDM传输900km的实验[13]．采用模式选择光子灯笼和少模光纤，首次实现了低模式串扰时分复用无源光网络的实验演示[14]．基于低模式串扰少模光纤的长距离传输可以采用模式选择光子灯笼补偿差分模式群时延（DMGD)[15]．考虑到少模光纤中的简并模式有着较强的相互模式耦合，就没有必要从同一个模式组中的简并模式选择区分开来；把不同的模式组选择区分开来可以完成补偿差分模式群时延（DMGD）的应用．文献[16]报道了一种制备模式组选择光子灯笼（MGS-PL）的新方法，采用渐变折射率多模光纤（GI-MMF）进行锥化，有效提高了模式组的选择性和降低了拉锥绝热需求；下面讨论模式组选择的光子灯笼．图9模式组选择的光子灯笼结构示意图[16]．其中6条不同的渐变折射率分布少模光纤GI-MMF放到一条低折射率的毛细玻璃管中绝热拉锥可形成模式组选择的光子灯笼，其中纤芯直径22μm的1条GI-MMF能够激发LP01模式（第1模式组），纤芯直径20μm的2条GI-MMF能够激发LP11模式组（第2模式组），纤芯直径15μm的3条GI-MMF能够激发LP21+LP02模式组（第3模式组），包层直径125μm.

【参考文献】：
期刊论文
[1]模分复用系统中的少模光纤研究新进展[J]. 王潇,郑宏军,黎昕,刘阳,于如愿,白成林,胡卫生.  聊城大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]Research on mode division multiplexer with graded-index distribution,low loss and low crosstalk[J]. 刘倩倩,郑宏军,黎昕,白成林,胡卫生,于如愿.  Optoelectronics Letters. 2018(05)
[3]Design of PANDA ring-core fiber with 10 polarization-maintaining modes[J]. Haozhe Yan,Shangyuan Li,Zhengyang Xie,Xiaoping Zheng,Hanyi Zhang,Bingkun Zhou.  Photonics Research. 2017(01)



本文编号：3466736