[发明专利]一种超模光纤及其制备方法

说明书

本申请提供了一种超模光纤及其制备方法，涉及通信技术领域，以解决超模光纤通信性能不良的技术问题。本申请提供的超模光纤包括包层和M个芯簇；每个芯簇包括N个纤芯；N个纤芯间隔的设置在包层中；其中，纤芯的截面形状为非圆形，M为大于等于1的正整数，N为大于1的正整数；在本申请提供的超模光纤中，通过将纤芯的截面设置成非圆形，使得在同一芯簇内能够设置更多的纤芯，有利于提升空间利用率和空分复用密度，也有利于实现模式高度简并度，降低簇内数字信号处理的复杂度。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种超模光纤及其制备方法。

背景技术

超模光纤是一种强耦合多芯光纤。所谓超模，是指在多芯光纤中当芯间耦合较强时，由于模场严重交叠而形成的区别于光纤本征模式的一种特殊模式。在超模光纤中，可以通过减小芯间距离等设计，使各个超模间的有效折射率差显著减小(即提高模式简并度)，在弯曲或其他扰动动作下，使模式间满足相位匹配，进而产生强耦合。

目前的超模光纤中，纤芯的截面均为圆形。因此，很难在有限的空间内排布更多的纤芯，也不利于提升光纤的模式简并度。并且，不利于降低差分模式群时延(differentialmodal group delay，DMGD)，以及数字信号处理(digital signal processing，DSP)的复杂度。

发明内容

本申请提供了一种能够有效提升模式简并度、降低差分模式群时延和数字信号处理复杂度的超模光纤及其制备方法。

一方面，本申请提供了一种超模光纤，包括包层和M个芯簇。每个芯簇包括N个纤芯。N个纤芯间隔的设置在包层中，纤芯的折射率大于包层的折射率。其中，所述纤芯的截面为非圆形，M为大于等于1的正整数，N为大于1的正整数。需要说明的是，在超模光纤中，纤芯指的是高折射率区，用于实现光信号传输的芯体。芯簇指的是数个强耦合纤芯的集合。当超模光纤中包含两个以上的芯簇时，包层可以包括理解为包括内包层和外包层。其中，内包层表示位于该强耦合纤芯之间的低折射率区；外包层指的是位于芯簇之间的低折射率区。可以理解的是，内包层和外包层仅代表名称上的区分，在实际应用时，内包层和外包层的结构可以不作区分，也可以看作两个独立的区域。在本申请实施例提供的超模光纤中，通过将纤芯的截面设置成非圆形，使得在同一芯簇内能够设置更多的纤芯，有利于提升空间利用率和空分复用密度，也有利于实现模式高度简并度，降低簇内数字信号处理的复杂度。

在具体实施时，纤芯的截面形状可以为扇形或星形。或者，也可以是不规则的异形、椭圆形、三角形、正方形、矩形等多边形。另外，在单一芯簇内，N个纤芯的截面形状可以相同也可以不同。或者，也可以包括至少两个截面相同的纤芯，或者，至少两个截面形状不同的纤芯。

另外，在单一芯簇内N条纤芯可以以圆环形、矩形、五边形等多边形的形式进行排列，本申请对此不作限定。在具体实施中，纤芯和包层的折射率差可在0.01％至10％之间；在单一芯簇内，相邻两个纤芯之间的距离可以介于0.1微米至10微米之间，进而能够产生强耦合。N个纤芯所构成的圆形(或近似圆形)截面的半径可以大于4微米、小于30微米；包层的截面半径可以大于62.5微米、小于150微米。可以理解的是，在另外的实施方式中，相邻两个纤芯之间的距离、N个纤芯所构成的圆形截面的半径、包层的截面半径并不仅限于上述示例的尺寸，可以根据不同需求进行灵活调整，本申请对此不作限定。

另外，在具体应用时，外包层的外轮廓的截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形或其他多边形，本申请对此不作限定。

在具体应用时，可以通过电磁仿真软件中的模式求解器等方法，对纤芯的截面形状、尺寸、数目、间距和芯包折射率差(即纤芯与内包层和外包层之间的折射率差值)等参数进行合理设计，以得到具备良好传输性能的超模光纤。