少模光纤中模式选择性激励技术北大核心

基于少模光纤的模分复用系统能继续提高光纤通信系统的传输容量,目前已成为全球的研究热点。在介绍了少模光纤设计后,文章对3种模式选择性激励技术(偏移注入、长周期光纤光栅和空间光调制)的激励机制、特点及实现进行了研究,并重点介绍了基于空间光调制的模式选择性激励技术。     

基于少模光纤布拉格光栅的模分复用系统实验研究

本文提出了一种基于少模光纤布拉格光栅(Few-mode FBG)的模分复用通信系统,阐述了基于少模光纤布拉格光栅的模分复用/解复用原理,建立了2×2的模分复用实验系统,分别利用LP01和LP11模作为独立信道,实现了1.25 Gbps和622Mbps两路伪随机序列(PRBS)的10km传输实验,给出了传输后的眼图,分析了当激光器波长为1549.228nm时,实验系统的误码特性.实验验证了基于少模光纤布拉格光栅的模分复用通信系统的可行性,为进一步实现长距离高速率的模分复用通信奠定了实验基础.     

低弯曲损耗少模光纤传输特性研究

提出一种采用少模阶跃光纤与单模光纤连接的方法,实现低弯曲损耗传输的新型光纤通信系统。采用有限元法研究了在模场直径相同的情况下少模光纤纤芯半径与折射率差的关系,以及不同参数下光纤的弯曲损耗;采用光束传播法计算了少模光纤的各种模式与普通单模光纤的基模的连接损耗。证明了采用少模光纤可以利用模式间的正交性实现有效的单模传输,并具有低的弯曲损耗和连接损耗。     

高增益、低DMG少模掺铒光纤及其放大性能研究

空分复用技术是大幅提高单根光纤数据传输容量的重要技术之一。对于长距离模分复用传输系统而言，少模掺铒光纤放大器是补偿光纤传输损耗必不可少的器件。因此，在少模掺铒光纤支持的所有模式中获得均衡增益至关重要，高差分模态增益会降低系统的传输性能。本文通过改进的化学气相沉积技术制备了18μm/124μm少模掺铒光纤，实验演示了基于该光纤的两模掺铒光纤放大器。当使用LP_11b模式泵浦时，该放大器所支持的LP₀₁和LP_11a模式可以在1535～1560 nm波段获得19.4 dB以上的增益，差分模态增益最大为0.66 dB。     

基于背向瑞利散射的少模光纤模式耦合测量

少模光纤的模式耦合引起模分复用(MDM)系统传输性能劣化,是造成MDM技术难以在实际中大规模应用的主要因素之一。精确测量少模光纤模式耦合系数和量化分析模式耦合与系统性能之间的关系,可以为系统的损伤补偿提供可靠依据。分析了当前少模光纤模式耦合测量方法的利弊,并基于背向瑞利散射原理建立了一种模式转换器/解复用器和光纤环形器结构的少模光纤模式耦合测量系统,通过与多输入多输出功率分析的测量结果进行对比,验证了所提系统的测量性能。实验结果表明,所提系统较好地实现了对9.8km少模光纤模式耦合分布的测量,且测量结果稳定。     

空分复用光纤的特性及其应用研究

随着5G、物联网以及大数据等业务的发展,光通信网作为数据传输的主干线,扩展其系统容量、提高传输稳定性以及网络智能化势在必行。空分复用技术主要以多芯光纤、少模光纤以及少模-多芯光纤作为实现载体,被认为是提升光通信网络系统容量、构建下一代光通信网络的关键。主要研究了空分复用光纤在光传输、高性能激光器、光纤传感等领域的应用,结合已报道的实验结果,充分说明空分复用光纤的研究是现代光纤通信系统的重要方向,也是未来光通信领域研究和关注的热点。     

光纤型三模式复用解复用器的研究

基于模式耦合理论,研究了一种3个模式的锥形光纤模式复用/解复用器,可以实现1根少模光纤与3根单模光纤之间的模式复用及解复用,有利于提升光纤传输系统的传输容量。当基模光场分别输入3根直径为10、8.4、7.2μm的单模光纤时,会在锥形结构中发生耦合并转换为高阶模式场。利用重叠积分计算该复用器输出端口光场与标准模式场的相似度,检测出输入的基模在输出端分别转换为LP_(01)和两个简并的LP_(11)模式,即实现模式复用。当LP_(01)和两个LP_(11)模式分别输入到少模光纤时,从解复用器输出端相应端口输出的光功率最大,即实现模式解复用。最后改变复用器的结构参数来计算该器件的容差比,计算出该器件实现模式转换以及解复用效果最好的拉锥长度分别为3.88cm和3.8931cm。     

基于少模光纤的3×34 Gb/s PDM-QPSK信号模分复用实验

为了成倍地提高通信系统的传输容量,采用10 km少模光纤构建3×3模分复用实验平台,模式的转换及复用通过模式选择性光子灯笼实现,以相位调制-相干接收方式完成光信号的调制与检测,最终实现3×34 Gb/s偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)信号的有效传输.研究结果表明:如果保持LP01、LP11和LP21的接收功率...     

消除模间干涉现象的光纤光栅模式转换器

光纤通信技术占据了目前通信传输的主要地位,但基于波分复用技术的单模光纤通信系统目前则面临着严重的信道容量危机,因此基于多模/少模光纤的模分复用技术逐渐得到了人们的重视。模式转换器是模分复用技术中的重要器件之一,而长周期光纤光栅是一种很好的全光纤模式转换器。在利用长周期光纤光栅完成LP01到LP11模式转换的基础上,这种新型的模式转换器利用多模光纤消除了模式间干涉,从而使模式转换的模式纯度更高、稳定性更好,在模式转换效率达到99.5%的同时还可以保证几乎没有模式间干涉现象的产生。同时,这种模式转换器的多种传感特性也良好,其对拉力有着很好的线性灵敏性,可以达到2.83 nm/N和5.66 dB/N,因此此结构在未来的模分复用及传感领域会有重要的作用。     

用于大容量光传输系统的新型光纤

多媒体和数据应用程序的快速扩展,驱动骨干网的带宽需求量以前所未有的速率增长。骨干容量增长的同时也给数据中心的带宽和互联带来了更多的挑战。目前光纤制造厂商正不断改善光纤的性能,以满足长途和短距离应用的需求。短期内通过改进传统光纤技术虽然可增加系统容量,但研究表明,单模光纤的传输容量正快速接近香农理论极限。采用空分复用的光纤技术可以克服该限制,为未来的容量增长提供新的解决方案。在本文中,将讨论提高光纤传输系统容量的新型光纤。对应用于长途传输的常规光纤而言,先进的数字信号处理可对色散和偏振模色散等损伤进行完全补偿,因此光纤的衰减和有效面积成为可进一步优化的参数,讨论以上两个参数的品质因数,总结超低损耗和大有效面积光纤的最新研究成果。对于短距离应用,回顾提高多模光纤带宽的方法,讨论多模光纤的发展趋势。对于下一代光纤,重点研究可实现空分复用技术的多芯和少模光纤,该技术可增加系统容量一个数量级。阐述多芯和少模光纤的设计思路,总结该技术的最新进展,最后讨论使用多芯和少模光纤所面临的主要挑战。     

闪耀光纤光栅在ROF系统中的应用

对ROF（radio over fiber,光载射频）系统在应用过程中的调制方式进行了分析,同时通过一系列实验证明单边带调制更适合应用于ROF系统的通信过程。因此,基于闪耀光纤光栅（TFBG,tilted fiber bragg grating）的复耦合模理论对光栅的谱的性能进行了分析和实验,不难发现,经过对TFBG进行特定的设计后,可以将TFBG应用于ROF系统中对双边带信号进行反射或者透射实现单边带调制,这样既减少了输出振幅随着距离的周期性变化,也提高了信号的传输效率和接收灵敏度。     

〔A（BC）〕^m结构光子晶体光纤传输特性

通过引入缺陷和色散介质方法,调控光子的运动状态,研究一种〔A（BC）〕m结构负折射率光子晶体的TE波和TM波的传输特性和色散特性,得到两种模的色散特性随入射角变化而变化规律,并且其带隙比普通光子晶体的大,而透射带要窄。通过运用传统计算电磁场与电磁波传播的FDTD方法及PML边界条件来仿真〔A（BC）〕m结构光子晶体光纤...     

基于FPGA的光纤传输系统的设计与实现

该文通过Xilinx Virtex-5系列FPGA（Field-Programmable Gate Array）的GTP模块做数字信号处理,通过SFP（Small Form-Factor Pluggable）封装的光模块做光纤信号转换,实现了2Gbps和3Gbps速率的光纤传输系统的设计,其在各种接收机系统、光纤传输系统、通讯系统中具有广泛应用。     

关于激光模式和光纤模式显示的研究

研究了激光器模式、光纤模式的识别、显示机理,给出了模式显示系统设计和实验结果,指出了模式显示在光纤测试中的应用前景。     

国外光纤激光器研究进展

介绍了典型光纤激光器的工作原理及光纤激光器具有的模式好,体积小,免冷却等一系列其他激光器无法比拟的优势,受到了来自通信、军事技术、工业加工、医疗和光信息等应用领域的高度关注,论述了国外在连续光纤激光器、脉冲光纤激光器等方面研究现状,最后总结了光纤激光器产业化的趋势。     

单纵模窄线宽光纤激光器的研究

单纵模窄线宽光纤激光器已经在石油勘探、光纤传感器和海底通信等领域得到很好的应用。目前可用于实现窄线宽输出的技术主要有使用基于光纤布拉格光栅（FBG）的线宽压缩结构、基于饱和吸收体的模式选择技术以及基于复合腔的激光器结构。为此着眼于如何实现激光器的单纵模窄线宽输出,技术上主要研究应用于两大腔体结构的线宽压缩技术,并在此基础上提出改进方案。     

光纤激光器中的模式分析和观测

提高光束质量的一个方法就是对激光谐振腔的模式进行选择。模式选择的基础是模式观测。传统的光点扫描法、扫描干涉仪法、自差法虽然可以对激光器的输出模式进行准确测量,但测试系统结构复杂、操作不便,不利于工程应用。研究了具有特殊＂波导谐振腔＂的光纤激光器的横模与纵模,提出了可供工程应用的更方便易行的模式观测方法。     

高速传输系统的偏振模色散补偿技术

随着光网络的快速发展,系统的传输码率逐渐提升,传输技术也不断地发展和完善。光纤传输系统中的各种因素造成的影响程度也出现了很大的变化。针对偏振模色散(PMD)对高速光纤传输系统造成的损害,对目前光域和电域的PMD补偿技术进行详细的阐述。通过比较各种方案,指出高速光纤传输系统中PMD的光域补偿技术更适用,发展空间大,而且性能好。其中光纤光栅补偿技术应用广泛,对单信道和多信道传输系统都适用。因此,光纤光栅技术最具发展潜力。     

塑料光纤中模式耦合的研究

利用显式有限差分法数值解阶跃多模光纤的功率流方程，研究阶跃塑料光纤中不同入射光束的模式耦合模式及模式耦合引起的衰减，得出塑料光纤达到模均衡分布的模式耦合长度是20m左右。