[实用新型]一种支持84个轨道角动量模式的低平坦色散光子晶体光纤

说明书

本实用新型公开了一种支持84个轨道角动量模式的低平坦色散光子晶体光纤，属于光子晶体光纤通信领域。本实用新型的光纤包括包层和纤芯，基底材料为石英，其特征在于：该光子晶体光纤的纤芯处为一大圆形空气孔，包层中内部为3层圆形空气孔，圆形空气孔层的外部嵌套了4层矩形空气孔，矩形空气孔层、圆形空气孔层都呈圆形分布且与大圆形空气孔有相同的圆心，圆形空气孔层与大圆形空气孔构成内环，矩形空气孔层与圆形空气孔层构成外环。应用本实用新型的光子晶体光纤，可以增大光纤通信系统的容量，有利于光纤通信系统中信号的稳定、准确传输，适用于长距离光纤通信和光纤传感等领域。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，具体涉及一种支持84个轨道角动量模式的低平坦色散光子晶体光纤。

背景技术

随着工业的发展和生活水平的提高，人们对信息容量的需求越来越高，多路复用技术也已被广泛应用于提高通信容量。空分复用技术的出现为光通信系统容量的增加提供了一种新的方法，它在多芯或多模光纤中利用光纤在空间上的自由度来复用信道容量，其中，对于轨道角动量(Orbital Angular Momentum，OAM)的模分复用是实现空分复用的一种重要形式。由于OAM理论上具有无限的拓扑荷值，且不同的OAM模式之间相互正交，因此将不同拓扑荷的OAM光束作为载波应用到通信系统中可以提高信道的传输容量。

而与传统光纤相比，光子晶体光纤具有更灵活的结构设计，以提供独特的光纤特性，如无截止的单模传输、可控制的限制性损耗以及可调色散等，能够支持OAM模式更准确、稳定的传输。其中，支持的OAM模式数目、模式纯度以及色散等都是大容量光通信系统的关键参数。为了保证长距离、大容量光纤通信系统中信息的稳定、准确传输，有必要充分利用光子晶体光纤的结构特性，设计出具有更好的轨道角动量模式性能的新型光子晶体光纤。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种支持84个OAM模式、具有较高的模式纯度和低平坦色散的光子晶体光纤，已解决现有技术中光子晶体光纤存在的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种支持84个OAM模式、具有较高的模式纯度和低平坦色散的光子晶体光纤，所述光纤的横截面包括包层和纤芯。其特征在于：该光子晶体光纤的纤芯处为一大圆形空气孔，包层中内部为3层圆形空气孔，圆形空气孔层的外部嵌套了4层矩形空气孔，矩形空气孔层、圆形空气孔层都呈圆形分布且与大圆形空气孔有相同的圆心，圆形空气孔层与大圆形空气孔构成内环，矩形空气孔层与圆形空气孔层构成外环。

进一步地，所述光纤的基底材料为石英。

本实用新型设计了一种支持84个OAM模式的低平坦色散光子晶体光纤，与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

在1000nm-1600nm波长范围内可支持多达84个OAM模式，更适合大容量光纤通信系统。

实现了高模式纯度，在1000nm-1600nm波长范围内所支持的模式纯度均大于91％，保证了更好的编码和复用、光信号的稳定传输。

实现了低平坦色散，在1000nm-1600nm波长范围内所有模式的色散都小于40ps/(km·nm)且色散较平坦，最小色散变化仅为0.7ps/(km·nm)，有利于光纤通信系统中信号准确、有效传输。

附图说明