[实用新型]一种凹陷折射率包层的大有效模场面积少模光纤

说明书

技术领域

本实用新型专利申请涉及一种凹陷折射率包层的大有效模场面积少模光纤，可应用于光纤光学、光纤通信、光纤无线接入、光学信息处理和新一代信息技术等领域。

背景技术

近年来，各种通信业务流量指数增长，单模光纤通信受到了前所未有的挑战。光纤通信业界围绕空分复用（包括芯式复用和模分复用及其结合）这一物理维度对通信网络传输容量实现了突破；空分复用中的多芯光纤和少模光纤研究成为前沿研究热点[Guifang Li, Magnus Karlsson, Xiang Liu, and Yves Quiquempois, Focus issue introduction: space-division multiplexing, Opt. Express 22, 32526-32527 (2014)；Guifang Li, Neng Bai, and Ningbo Zhao and Cen Xia, Space-division multiplexing: the next frontier in optical communication. Advances in Optics & Photonics, 2014, 6(4):5041 - 5046]；少模光纤可以通过增大有效面积来减小传输系统中的非线性效应；文献[He Wen, Hongjun Zheng, Benyuan Zhu and Guifang Li, Experimental Demonstration of Long-Distance Analog Transmission over Few-Mode Fibers. OFC2015, M3E.2, 2015, 1-3]采用1550 nm波段130模场面积的少模光纤，减小了模拟传输信号三阶交调畸变3 dB，提高了信号无杂散动态范围1.5 dB；文献[Motoki Kasahara, Kunimasa Saitoh, Taiji Sakamoto, et al., Design of Three-Spatial-Mode Ring-Core Fiber, Journal of Lightwave Technology, Vol. 32, No. 7, April 1, 2014,1337; Alexander R. May and Michalis N. Zervas, Few-Mode Fibers with Improved Mode Spacing, ECOC 2015, 0501]提出了模场面积80到360可调的大有效面积环形芯少模光纤；环形芯少模光纤具有较大的模式有效折射率差，可以进一步提高光纤传输特性。一种多实芯强耦合的超模光纤也得到了大家的关注；多实芯超模光纤本质上是具有更大的有效模场面积、模场密度大、低模式依赖损耗、低模式耦合和低差分模式群时延的少模光纤[Cen Xia, Neng Bai, Ibrahim Ozdur, et al., Supermodes for optical transmission, Optics Express, 2011, 19(17):16653-16664；Cen Xia, Neng Bai, Rodrigo Amezcua-Correa, et al., Supermodes in strongly-coupled multi-core fibers, OFC 2013, OTh3K.5]；综上，为了减小光纤的非线性系数，增大光纤有效模场面积也是空分复用少模光纤的一种有效解决方案；少模光纤的研究挑战之一在于实现较宽带宽的大有效模场面积、低非线性系数、低差分模式群时延的少模运作。而环形芯少模光纤、大有效面积多实芯强耦合的超模光纤具有各自的优点受到大家关注；若将两者有机融合，有望解决目前少模光纤的研究挑战，有重要的学术价值和应用价值，研究意义重大、应用前景广阔。

实用新型内容

在国家自然科学基金 (编号61671227和61431009）、山东省自然科学基金（ZR2011FM015）、“泰山学者”建设工程专项经费支持下，本实用新型专利申请提出了一种凹陷折射率包层的大有效模场面积少模光纤；该光纤融合了环形芯少模光纤和多实芯超模光纤的优点，为光纤光学、光纤通信、光纤无线接入、光学信息处理和新一代信息技术等领域的深入研究提供了重要支持。

本专利申请解决其技术问题所采用的技术方案是：