[发明专利]弱耦合十模式少模光纤及其实现方法

权利要求书

1.一种弱耦合十模式少模光纤，其特征在于，包括：中芯和依次设置于其外的第一至第三环芯及包层，其中：由中芯向外层环芯的折射率依次降低且相对于包层的折射率差值也依次递减，第三环芯覆盖中芯和前两层环芯，整体在1550nm处支持十个传输模式且所有模式之间的有效折射率差值均大于0.1%；

所述的中芯的外径为4.4~5μm，且与包层的折射率差为0.0358~0.0363；

所述的第一环芯的外径为5.1~5.7μm，且与包层的折射率差为0.0352~0.0357；

所述的第二环芯的外径为5.8~6.4μm，且与包层的折射率差为0.0346~0.0351；

所述的第三环芯的外径为6.5~7.1μm，且与包层的折射率差为0.0340~0.0345；

所述的十个传输模式具体为：LP01、LP11、LP21、LP02、LP31、LP12、LP41、LP22、LP03和LP51。

2.根据权利要求1所述的弱耦合十模式少模光纤，其特征是，所述的包层的外径为62.5~75μm，且折射率为1.445。

3.一种基于权利要求1或2所述弱耦合十模式少模光纤的实现方法，其特征在于，通过归一化频率和有效折射率差值的分布，确定光纤中芯和各环芯的初始范围，使光纤在范围内能产生10个以上的LP模式；然后通过神经网络逆向设计，得到所有模式之间的有效折射率差值均大于0.1%的多个10模光纤实例；

所述的神经网络逆向设计是指：采用经过训练的神经网络，预测得到不同折射率分布下的结构参数，该神经网络为Keras结构的深度神经网络，包括：每层有300个神经元的三个隐藏层、优化器、激活函数、损失函数以及目标函数，网络参数经Adam优化器迭代更新并采用对仿真软件得到的大数据集作为样本进行训练。