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。     

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。     

两信道波分复用器

本文介绍一种两信道波分复用/解复用器的设计和特性参数。复用器结构简单可靠,插入损耗小于1.0dB,串扰在-22dB以下。     

同时输出LP01/LP11模式的布里渊少模光纤激光器研究

为了获得光纤激光器的基模LP₀₁和高阶模式LP₁₁同时输出,采用环形腔结构,少模光纤的受激布里渊散射效应和单模掺铒光纤的增益共同提供腔内放大,利用模式选择耦合器进行腔内模式间的转换,单模/少模光纤耦合器分别提供激光输出。实验结果表明,LP₀₁模式和LP₁₁模式能够同时输出,和种子光相比波长偏移均为0.12 nm,输出光谱信噪比分别为22.69 dB和74.827 dB,功率转换效率分别为4.6×10^-3%和7.827%,波长稳定性分别为0.54 nm和0.026 nm,功率稳定性分别为3.277 dB和1.262 dB。研究结果可为多输出模式光纤激光器的后续应用提供参考光源。     

高模式群时延模分复用系统的级联独立成分分析解复用技术研究

针对高模式群时延(H-MGD)的少模光纤模分复用系统,提出了一种级联独立成分分析(C-ICA)算法,其基本思想是:采用延时补偿与C-ICA结合的技术方案,运用两次ICA算法同时消除模分复用器和解复用器引起的串扰。利用该算法对2×2模分复用系统进行了解复用,并且将其解复用性能与单次ICA算法解复用进行了比较。仿真结果表明,C-ICA算法能够有效实现H-MGD少模光纤模分复用系统的解复用,在同等条件下其解复用效果明显优于单次ICA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。     

基于矢量模式的全光纤模式选择耦合器

提出了一种基于矢量模式的全光纤模式选择耦合器,该耦合器由一个单模光纤和一个空气芯环形少模光纤组成。基于耦合模理论,研究了不同参数对耦合特性的影响,并且详细分析了纤芯间距对高阶模式间的串扰和工作带宽的影响。结果表明,在相位匹配条件下,该矢量模式选择耦合器可高效地实现基模与特定高阶模的耦合;通过改变耦合器的纤芯间距,可以调控模式间的串扰和工作带宽之间的平衡关系。该模式选择耦合器可直接实现基模到高阶矢量模式的高效转换,能降低光通信系统的插损和复杂度,在光纤激光器、光镊和模分复用系统中具有潜在的应用价值。     

短距离弱耦合空分复用实时光传输技术

短距离光纤传输系统的容量扩展受到越来越广泛的关注。空分复用光传输技术提供了纤芯和模式两个新维度，可以大大提升单根光纤的传输容量。然而空间信道间的串扰严重限制了空分复用技术的实用化。首先研究了弱耦合空分复用光纤，通过在纤芯引入环形折射率微扰的方法实现了模式之间的有效分离；其次，提出了一种可以处理非圆对称简并模式的全光纤复用/解复用器件以及低插损、低串扰扇入扇出器；在此基础上，使用低成本商用强度调制直接检测光模块，实现了短距离弱耦合模分复用及多芯少模复用实时光传输；最后对空分复用实时光传输技术进行了展望。     

少模光纤干涉仪性能的数值仿真研究

本文用数值仿真的方法研究了基于LP01模和LP02模干涉的少模光纤干涉仪的性能与光纤参数的关系.用有限差分法数值求解少模光纤干涉仪中单模光纤和少模光纤的导模.在少模光纤的LP03模截止且LP02导通的参数范围内,计算了调制深度和耦合效率与少模光纤参数的关系.计算结果表明,在采用SMF-28作为输入输出单模光纤的情况下,通过优化设计少模光纤的参数,可以使得调制深度大于98%,耦合效率接近于0.5.     

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.     

Broad-band LP/sub 02/ mode excitation using a fused-type mode-selective coupler

We demonstrate a novel fused-type directional coupler that couples the LP/sub 01/ mode in one fiber and the LP/sub 02/ mode in another using a few-mode fiber. The phase-matching condition was satisfied in the coupler waist by initially etching and prepulling portions of the fibers based on simple numerical calculation. A coupling efficiency of about 70% was maintained over 1515-1595-nm wavelength range, and the mode extinction ratios with LP/sub 01/, LP,/sub 11/, and LP/sub 21/ modes were measured to be 35,20, and 7 dB, respectively.     

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。     

一种新型的基于LP01模的双模色散补偿光纤

通过计算机模拟发现在可传输双模的三包层色散补偿光纤中如果抑制ＬＰ０２模，而仅传输ＬＰ０１模时能在一个较窄的带宽内产生大于数千ｐｓ／ｎｍ·ｋｍ的负色散，并且具有较大的模场直径、较小的弯曲损耗和偏振模色散，另外还具有较小的温度波长漂移以及同其它色散补偿光纤一样大小的损耗，是一种非常有前途的新型色散补偿光纤     

光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响

通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究.搭建了百瓦级全光纤激光器.最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出.光束质量M2=1.13.光-光转换效率为69%.理论分析并计算了20/400 m大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响.实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06.     

A Novel WDM Component Based on a Three-Core Photonic Crystal Fiber

A novel 1.31/1.55 $mu$ m wavelength-division demultiplexer based on a three-core photonic crystal fiber is proposed. The fiber is composed of a large central core and two up-doped cores with different core sizes. The large core is realized by the omission of seven airholes and the insertion of a down-doped rod in the center of fiber. The effective indexes of the two small cores are index matched with the large core at the wavelength of 1.31 and 1.55 $mu$m, respectively. Therefore, wavelength dependent coupling is realized in the three-core optical fiber. Numerical investigation demonstrates that crosstalk lower than ${-}30$ dB and polarization-dependent loss lower than 0.1 dB can be realized in one such fiber with a length of 22 mm.      

基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55um波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤的消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的光纤能实现1.31/1.55 um波长光的解复用。     

Fused taper/filter hybrid single-mode wavelength divisionmulti/demultiplexer

A low loss and low crosstalk single-mode wavelength division multi/demultiplexer was successfully fabricated by embedding an interference filter in each output arm of a fused taper coupler. The insertion loss was around 1.5 dB at the wavelengths of 1.3 μm and 1.55 μm, and both near-end and far-end crosstalks were less than -50 dB