一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器的设计

提出了一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器,三个纤芯包括两个相同的单模纤芯和一个少模纤芯,在少模纤芯中写入长周期光纤光栅以实现单模纤芯中LP01模与少模纤芯中LP11模间的转换。同时从两个单模纤芯输入LP01模,能激发少模纤芯中两个简并的LP11,a模和LP11,b模。采用光束传播法分析了该模式复用器/解复用器的耦合特性及串扰。数值模拟结果显示,若以少模纤芯中LP11模输出能量大于-1dB的波长范围作为该模式复用器/解复用器的工作带宽,则能够达到23nm,并且少模纤芯中生成的其他模式的输出能量皆比LP11模的输出能量小-21dB以上。该模式复用器/解复用器能够实现对少模光纤的模式复用与解复用,并具有极低的串扰。     

熔融拉锥型全光纤多模式复用器/解复用器研究

提出了一种基于并联结构的多模式复用器/解复用器。该多模式复用器/解复用器由一根少模光纤和两根单模光纤构成。根据有效折射率匹配原则确定了光纤参数,仿真分析了不同芯间距对多模式复用器/解复用器性能的影响,得出最佳芯间距。仿真分析了该多模式复用器/解复用器对应的工作波长带宽。结果表明:该多模式复用器/解复用器不需要结合模式转换器即可实现LP01、LP11和LP02三种模式的复用,最佳耦合区长度为4530μm,工作波长带宽可达60 nm。     

基于光子灯笼的3×3模分复用通信实验系统

建立了一种基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器的3×3模分复用通信实验系统,给出了系统的结构框图并阐述了其工作原理。分别利用模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)的信号传输信道作为独立信道,采用强度调制和直接探测系统,实现了3×4.25Gbit/s伪随机信号在10km少模光纤中的良好传输。实验测试了接收信号的波形、眼图和误码率。实验结果表明:当接收功率分别为-19.1dBm、-15.8dBm、-16.6dBm时,模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)三路信号的误码率均可达到10~(-3)。     

基于相位调制-相干检测的模分复用通信实验

采用光子灯笼作为模式复用/解复用器,搭建了6×6的模分复用通信实验系统,利用6个模式作为独立传输信道,采用相位调制-相干检测的方式,通过离线信号处理,在10 km少模光纤的传输条件下实现了6×8.5 Gbit/s信号的良好传输。实验结果表明:当LP_(01)、LP_(11a)、LP_(11b)、LP_(21a)、LP_(21b)、LP_(02)模式的接收功率分别为-37.84 dBm、-36.47 dBm、-36.20 dBm、-35.27 dBm、-35.37 dBm、-35.79 dBm时,各路信号的误码率均可达到10~(-3)以下。     

MMI型1.31／1.55umGaAs波分复用／解复用器的研制

利用多模波导的自镜像原理,分析设计了一种能直接与单模光纤相耦合的具有最小循环比的1031/1.55um波长的GaAs/G aAlAs波分复用／解复用器。该器件的输入、输出单模波导和SIE多模波导采用离散谱折射率法进行了优化设计,最后获得了当输入、输出单模波导宽为3um、SIE多模波导宽度和最佳耦合长度分别为18um和5602.8um时,该器件的1.31um和1.55um两个波长的隔离度均在70dB以上,且传输损耗小于0.1 dB.     

MMI型1.31/1.55 μm GaAs波分复用/解复用器的研制

利用多模波导的自镜像原理,分析设计了一种能直接与单模光纤相耦合的具有最小循环比的1.31/1.55 μm波长的GaAs/GaAlAs波分复用/解复用器。该器件的输入、输出单模波导和SIE多模波导采用离散谱折射率法进行优化设计,最后获得了当输入、输出单模波导宽为3 μm、SIE多模波导宽度和最佳耦合长度分别为18 μm和5 602.8 μm时,该器件对1.31 μm和1.55 μm两个波长的隔离度均在70 dB以上,且传输损耗小于0.1 dB。     

基于阵列波导光栅的波分复用器件

阵列波导光栅波分复用 /解复用器有 N个输入端口和 N个输出端口 ,能同时传输 N2 路不同的光信号 ,除具有波分复用和解复用功能外 ,能灵活地与其它光器件组成多波长激光器、光路分插复用器、光路交叉连接器、波长路由器等波分复用器件 ,在光通信网络中有着广泛的应用前景。     

基于阵列波导光栅的波分复用器件

阵列波导光栅波分复用／解复用器有N个输入端口和N个输出端口,能同时传输N^3路不同的光信号,除具有波分复用和解复用功能外,能灵活地与其它光器件组成多波长光源、光路分插复用器、光路交叉连接器、波长路由器等波分复用器件,在光通信网络中有广泛的应用前景。     

基于三芯光纤的波分解复用器的研究

本文设计了基于常规线型排列三芯光纤的新型波分解复用器,比起基于多芯的光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器有着容易制作,且易于与常规光纤对接的优点。由耦合理论可知,对于两个失配的平行光波导,两波导的模式耦合是不完全的。通过设计使两个非对称平行光波导在某波长上传播常数匹配,此时两个波导就可完全耦合,从而实现滤波。通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的波导端口输出,实现波分解复用的功能。本文利用全矢量光束传播法仿真发现,在1cm处可以实现波长1.31um和1.55um光的解复用。     

一种大有效模面积的折射率渐变型模分复用器研究

提出了一种大有效模面积的折射率渐变型分布模式 信道的新型6模式复用器,采用光束传播法和全矢 量有限元方法研究了模分复用器的性能指标。结果表明,本文复用器实现了折射率渐变型分 布、大有效模场 面积、低非线性系数、高耦合效率和宽工作波段6模式复用解复用操作;在1450650n m工作波段, 模分复用器耦合效率优于－0.449dB,模式LP₀₁ 、LP 11a、LP11b、LP_21a 和LP_21b耦合效率分别优于0、 －0.018、－0.018、－0.449和－0.036dB, 呈现出平坦特性;在C波段内,模分复用器耦合效率 呈现出更好的平坦特性,所有模式对应的平坦度均优于0.066dB;在 1550nm,所有模式的有效面积均大于标准单模光纤(SMF)的14.9倍,非线性系数均远小于标准SMF。     

非对称平面光波导型模式复用/解复用器研究

针对现有模式复用器的不足,根据有效折射率匹配效应,设计一种非对称平面光波导型模式复用/解复用器。波导结构由1个波导主臂和2个波导分支臂组成。研究了波导各项参数的确定准则,仿真分析了不同的波导底面宽度比对模式复用/解复用性能的影响,确定了最佳的波导底面宽度比,分析了基模和一阶模在波导中的传输过程和光场能量流动情况。结果表明:非对称平面光波导型模式复用/解复用器具有良好的模式复用和解复用性能,并且可以高效率地实现模式之间的转换,具有结构简单、模式转换效率较高、易于集成等优点。     

基于正三角型三芯光纤的波分解复用器

设计了基于正三角排列三芯光纤的新型波分解复用器,比起基于多芯光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器有着容易制作、且易于与常规光纤对接的优点。通过设计使两个非对称平行纤芯在某波长处的传播常数(或有效折射率)匹配,此时两个纤芯就可完全耦合,从而实现滤波。通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的纤芯端口输出,从而实现波分解复用的功能。利用全矢量光束传播法仿真发现,长度为10.25 mm的正三角排列三芯光纤可以实现波长为1.31μm和1.55μm光波的解复用。     

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。     

基于单模光纤选模机制的单模输出6芯光纤激光器

为了实现多芯光纤激光器的单模输出,提出一种新的选模机制,即利用单模光纤进行选模。采用单模光纤和全反镜相结合作为选模器件,可以使6芯光纤激光器中同相位超模的耦合效率远远大于其他高阶超模,从而使高阶超模得到有效的抑制,实现高亮度的同相位超模单模输出。为了提高同相位超模的耦合效率,可以进一步优化单模光纤纤芯尺寸,同时调节单模光纤和6芯光纤之间的间隙距离。将同相位超模的耦合效率代入速率方程进行理论模拟,证明输出功率和耦合效率之间的必然联系,结果显示同相位超模输出功率随着耦合效率的增大而增大,得到单模输出的最大光-光转换效率为63.7%。     

基于慢光效应的解波分复用器的设计与研究

为了设计一种基于正方晶格光子晶体波导的三端口解波分复用器,利用光子晶体的光子带隙特性和光在光子晶体慢光波导中的传输特性,并采用平面波展开法及时域有限差分法对解波分复用器的特性进行了理论分析,数值计算了解复用器的空间和光谱分布特性。结果表明,调整波导中与波导紧邻的第1排柱子的位置,使三部分波导中传输的慢光频率发生改变,通过合理的结构设计,利用慢光模式传输的特点将不同频率的光从不同的输出端输出,可实现解复用的目的。     

单纤双向模数信号混传系统原理及应用

介绍了一种实用的单纤双向模数信号混传光纤传输系统的原理及特点,该系统采用不同波长的同种光源, 通过双向波分复用解复用器,可在一根单模光纤中同地同时单向传输模拟彩电信号和逆向传输数字信号。     

实用的单纤双向传输模数信号混传系统

本文介绍了一种实用的单纤双向模数信号混传光纤传输系统的原理及特点，该系统采用不同波长的同种光源，通过双向波分复用解复用器，可在一根单模光纤中同地同时单向传输模拟彩电信号和逆向传输数字信号。     

阵列波导光栅复用/解复用器光栅孔径对器件性能影响的数值分析

阵列波导光栅复用/解复用器中波导光栅孔径是器件重要的结构参数.波导光栅孔径数值有限,部分光场将因未被耦合进而损失掉.同时引起输出波导接收端焦场变形,增加了器件串扰.本文详细分析和计算了由于波导光栅孔径有限引起的光场损耗和信号串扰,选择适当孔径参数可使其引入的信号损耗和串扰降到足够低,以优化设计器件.     

阵列波导光栅复用/解复用器光栅孔径对器件性能影响的数值分析

阵列波导光栅复用 /解复用器中波导光栅孔径是器件重要的结构参数 .波导光栅孔径数值有限 ,部分光场将因未被耦合进而损失掉 .同时引起输出波导接收端焦场变形 ,增加了器件串扰 .本文详细分析和计算了由于波导光栅孔径有限引起的光场损耗和信号串扰 ,选择适当孔径参数可使其引入的信号损耗和串扰降到足够低 ,以优化设计器件     

强耦合单模光纤定向耦合器的模式激发理论和实验研究

本文用模式激发理论分析横向强耦合(纤芯相拼接)单模光纤定向耦合器,这类耦合器是一般弱耦合理论或射线理论所无法分析的。用方——圆波导等效法计算了输入端口激发模对耦合区传输模的激发系数。研究了作为耦合长L的函数的理论耦合量和插入损耗。曾用特殊的光电方法来控制耦合长度,制成具有各种耦合量的耦合器,插入损耗在1.2—1.5dB之间,反向隔离度大于60dB。测试了器件在中心波长附近的谱特性,并与理论结果作了比较。