CN112099130A - 一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤 - Google Patents
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Abstract
一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,属于光纤通信的空分复用技术领域。该低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,包括纤芯和包层,纤芯数量至少为两个,纤芯设置在包层内,纤芯的折射率>包层的折射率,在光纤截面,纤芯区域的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,并且,从光纤中心向各个纤芯中心的连线的直径方向上,纤芯的折射率增大。该低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤通过改变纤芯材料折射率的分布来降低纤芯之间的耦合,减少芯间串扰,进而有效的提高多芯光纤信息传输质量。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信的空分复用技术领域,本发明涉及一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤。
背景技术
随着云计算、分布式计算、内容分发等服务的发展,对于通信网络的容量要求与日俱增。然而,单芯光纤通信容量已经接近了香农极限,很快就将难以满足网络容量要求。光信号共有五个物理维度可以调制或复用,分别是时间、频率(波长)、偏振态、复振幅和空间,相较于其它维度,空分复用(Space Division Multiplexing,SDM)被认为是解决单模光纤通信系统容量危机的一种有效方法。空分复用大致可以分为两种:一种是纤芯的复用,在包层中按一定排布设计多个纤芯,形成多芯光纤,多芯光纤中的每一个纤芯可以作为一个独立的传输信道。而另一种是模式的复用,是指在一根少模光纤或多模光纤中,使用不同的模式来传输不同的信息。而这里采用将多个纤芯集中在一个包层中的多芯光纤,可以在不增加光缆铺设空间和费用的情况下实现对光纤的扩容,而且较于多模光纤其输出端不需要采用相关算法对各模式承载的信号进行解复用,因此多芯光纤是未来解决快速増长的网络容量需求的一个选择。
多芯光纤在解决单芯光纤物理限制,大幅度提升网络容量的同时,也面临着新的问题,即芯间串扰的问题。相邻的纤芯之间距离很近,因此如果使用相同的频率进行传播时,则会带来不可忽视的串扰。因此,如何抑制空分复用网络中多芯光纤的芯间串扰,关系着是否能够真正提升网络的容量与质量。目前采用的串扰抑制主要有空气孔辅助多芯光纤和沟槽辅助多芯光纤,理论上为了减小串扰,芯间距应越大越好,若包层同时随之增大,会导致纤芯密度减小,纤芯复用因子增大,从而使信息传输能力降低;若包层直径保持不变,不加限制的增加芯间距,会导致周边芯的包层过薄,降低对纤芯中光信号的束缚能力,增加额外的损耗。
发明内容
针对目前已有的空分复用技术(多芯复用)存在的问题,本发明提出了一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,通过改变纤芯材料折射率的分布来降低纤芯之间的耦合,减少芯间串扰,进而有效的提高多芯光纤信息传输质量。与当前多芯光纤串扰抑制技术(空气孔辅助、沟槽辅助)的结合之后,采用本发明的斜坡型折射率分布可进一步降低不同纤芯中信道之间的耦合,通过仿真模拟,展现了该发明与常规阶跃多芯光纤在降低串扰方面的优势。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:
本发明的一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,包括纤芯和包层,纤芯数量至少为两个,纤芯设置在包层内,纤芯的折射率>包层的折射率,在光纤截面,纤芯区域的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,并且,从光纤中心向各个纤芯中心的连线的直径方向上,纤芯的折射率增大。
所述的纤芯,其折射率的斜坡式分布,满足包括且不限于半抛物线函数、一次函数和指数函数中的一种,当以纤芯圆心为坐标原点时,纤芯区域折射率分布函数具体为:
半抛物线函数:
ncore=(nd-n1)/(4×a2)×(x+a)2+n1
一次函数:
ncore=(nd-n1)/(2×a)×(x+a)+n1
指数函数:
ncore=(nd-n1)/(b-a-ba)×(b-x-ba)+n1
上述式中:ncore为纤芯的斜坡型折射率分布函数,a为纤芯半径,n1为纤芯的折射率最大值,nd为纤芯的最小折射率,x为光纤截面的横坐标,坐标原点处于光纤截面的圆心,b(0<b<1)为指数函数的底数。
优选为:所述的多芯光纤,多个纤芯在包层内均布,并且呈中心对称。
更优选为:所述的多芯光纤,纤芯结构分布为单环均匀分布,多个纤芯的连线为正多边形。
所述的纤芯的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,通过调整石英(SiO2)中GeO2掺杂浓度实现,其中,随着折射率增加,沿光纤直径方向,GeO2掺杂浓度逐渐增加。
纤芯折射率最大值为n1,n1取值范围为1.45~1.47。
所述的纤芯为单模纤芯或少模纤芯中的一种。
所述的包层,选用的材质为纯石英(SiO2),其折射率为n0,1.55μm波长处n0的取值范围为1.444。
纤芯的折射率最大值n1和纤芯的最小折射率nd的差值计算公式为:Δ1-Δ2=(n1-n0)/n0-(nd-n0)/n0为0.72%~2%。更优选为纤芯的最小折射率nd等于包层折射率n0。
所述的纤芯的数量包括但不限于两个或六个。
当纤芯的数量>2个时,各个纤芯在包层内呈多边形分布。
当纤芯的数量为2个时,为双芯光纤,分别为第一纤芯和第二纤芯,第一纤芯和第二纤芯的折射率的斜坡式分布,沿光纤截面垂直直径呈镜像对称;
各个纤芯的折射率分布,按半抛物线函数计算,其函数表达式为:
第一纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x-D/2-a)2+n1
第二纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x+D/2+a)2+n1
上式中:a为纤芯半径,n1为纤芯的折射率最大值,n0为纤芯的最小折射率即包层折射率,D为第一纤芯中心和第二纤芯中心的芯间距,x为光纤截面的横坐标,坐标原点在光纤截面圆心。
当纤芯的数量为6个时,为六芯光纤,六个纤芯呈六边形分布,从正右方第一个顶点处的纤芯按逆时针方向,分别定为六芯光纤的第一纤芯,六芯光纤的第二纤芯,六芯光纤的第三纤芯,六芯光纤的第四纤芯、六芯光纤的第五纤芯,六芯光纤的第六纤芯;各个纤芯的折射率分布,按半抛物线函数计算,其函数表达式为:
第一纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x-D-a)2+n1
第二纤芯:
第三纤芯:
第四纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x+D+a)2+n1
第五纤芯:
第六纤芯:
其中,a为纤芯半径,n1为纤芯的折射率最大值,n0为纤芯的最小折射率即包层折射率,D为第一纤芯中心和第二纤芯中心的芯间距,x为光纤截面的横坐标,坐标原点处于光纤截面的圆心,y为光纤截面的纵坐标。
所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤的直径为125~160μm,纤芯的直径为6~12μm,芯间距30~40μm。
所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其芯间串扰值小于-37dB/km。
本发明的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,纤芯为单模纤芯或少模纤芯,当纤芯为少模纤芯时,其相邻纤芯中高阶模之间的串扰比常规阶跃型光纤的串扰降低了36.15dB。
本发明的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其还可以设置有空气孔辅助和/或沟槽辅助技术。
本发明的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤具体实施方法为:设计光纤结构(按照需要的模式数量和归一化频率大致确定纤芯尺寸),通过改变纤芯的折射率分布函数使纤芯折射率沿纤芯直径方向递增,从而让光在传输时向高折射率一侧偏移,增大相邻纤芯中模场能量集中区域的距离,从而降低芯与芯之间模式的耦合,进一步减小芯间串扰。
与现有技术相比,本发明的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其优势是:
本发明的一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其光纤纤芯的折射率分布不同于常见的圆对称阶跃或渐变分布(从纤芯中心沿纤芯半径进行渐变),而是在光纤截面,沿光纤直径一端到另一端呈现斜坡型折射率分布,相较常规阶跃光纤而言具有更弱的芯间耦合,更小的芯间串扰,进而有效提高了通信质量。本发明通过对纤芯折射率分布进行特殊设计,使得光在纤芯中传输时模式往高折射率方向偏移,从而使得各纤芯模场能量集中区域的距离的比实际芯间距更大,从而减小芯间串扰,在相同芯间距的情况下,相对于传统阶跃型多芯光纤,可以有效减少的芯间距离,实现高通信质量的大容量多芯光纤。
理论上为了减小串扰,希望芯间距尽可能的增大,但是如果不加限制的增加芯间距,会导致周边芯的包层过薄,降低对芯中光信号的束缚能力,增加额外的损耗,因此本发明可以在光纤芯间距固定的情况下进一步增大纤芯模场之间的距离,使得芯间串扰更小。
本发明结构简单,串扰降低效果好,只需对纤芯预制棒的折射率分布进行定制即可与用传统方法进行制备。
当本发明的多芯光纤为多芯少模光纤时,不仅减小了基模之间的串扰,其高阶模之间的串扰也得到一定程度的抑制。
附图说明
图1(a)为作为对比的常规阶跃双芯光纤的端面结构示意图,图中附图标记的含义为:101为阶跃双芯光纤的第一纤芯,102为阶跃双芯光纤的第二纤芯;2包层;
图1(b)为作为对比的常规阶跃双芯光纤对应折射率分布图;
图2(a)为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤的端面结构示意图,图中附图标记的含义为:201斜坡型双芯光纤的第一纤芯,202斜坡型双芯光纤的第二纤芯;2包层。
图2(b)为实施例1提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应折射率分布图。
图3(a)为作为对比的常规阶跃双芯光纤对应基模模场分布。
图3(b)为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应基模模场分布。
图3(c)为作为对比的常规阶跃双芯光纤和提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤基模纤芯中的能量分布对比。
图4为常规阶跃双芯光纤与提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤在1.55μm工作波长处的串扰随传输长度的关系对比曲线。
图5为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布六芯光纤的端面结构示意图,图中附图标记的含义为:301斜坡型六芯光纤的第一纤芯,302斜坡型六芯光纤的第二纤芯,303斜坡型六芯光纤的第三纤芯,304斜坡型六芯光纤的第四纤芯,305斜坡型六芯光纤的第五纤芯,306斜坡型六芯光纤的第六纤芯;2包层。
图6为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布六芯光纤的第二纤芯对应基模模场分布。
图7(a)为常规阶跃双芯光纤与提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布六芯光纤在1.55μm工作波长处的相邻纤芯串扰随传输长度的关系对比曲线;
图7(b)为常规阶跃双芯光纤与提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布六芯光纤在1.55μm工作波长处的间隔纤芯串扰随传输长度的关系对比曲线。
图8为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤加上沟槽辅助的结构示意图。图中附图标记的含义为:201斜坡型双芯光纤的第一纤芯,202斜坡型双芯光纤的第二纤芯;2包层,3低折射率沟槽。
图9为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤加上空气孔辅助的结构示意图。图中附图标记的含义为:201斜坡型双芯光纤的第一纤芯,202斜坡型双芯光纤的第二纤芯;2包层,4空气孔。
图10为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤和两种辅助结构结合之后的串扰对比曲线图。
图11为提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯少模光纤与常规阶跃双芯光纤最高阶模式LP02模的串扰对比图。
图12为实施例6提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应折射率分布图。
图13为实施例7提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应折射率分布图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,这些实施方式仅起说明性作用,并不用于限定本发明。
以下实施例中,在设计斜坡折射率分布光纤时,若保持阶跃型和斜坡型两种结构的纤芯折射率最大值相同,会发现两者同阶模式的有效折射率相差较大,从原理上来讲,斜坡折射率纤芯的高折射率区域比常规阶跃纤芯少,减弱了对光的束缚能力,因此为了尽量在相同条件下比较,适当增加斜坡折射率的峰值,确保两者同阶模式的有效折射率相近甚至相等。
实施例1
一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤,其结构示意图见图2(a),包括纤芯区域以及包层区域,纤芯区域包括斜坡型双芯光纤的第一纤芯201和斜坡型双芯光纤的第二纤芯202。
斜坡型双芯光纤的第一纤芯201和斜坡型双芯光纤的第二纤芯202均采用高掺杂石英玻璃棒,包层2为纯石英玻璃,纤芯折射率最大值n1与包层折射率n0的相对折射率差为(n1-n0)/n0=1.54%,纤芯直径9μm,芯间距30μm,作为对比的常规阶跃双芯光纤纤芯折射率n2与包层折射率n0的相对折射率差为(n1-n0)/n0=1.24%,包层直径均为125μm。
其中,斜坡型双芯光纤的第一纤芯201和斜坡型双芯光纤的第二纤芯202的折射率的斜坡式分布,沿光纤截面垂直直径呈镜像对称;其折射率分布图见图2(b)。
各个纤芯的折射率分布,按半抛物线函数计算,其函数表达式为:
斜坡型双芯光纤的第一纤芯201:
(n0-n1)/(4×a2)×(x-D/2-a)2+n1
斜坡型双芯光纤的第二纤芯202:
(n0-n1)/(4×a2)×(x+D/2+a)2+n1
上式中:a为纤芯半径,本实施例为4.5μm,n1为纤芯的折射率最大值为1.466,n0为纤芯的最小折射率即包层折射率为1.444,D为第一纤芯中心和第二纤芯中心的芯间距为30μm,x为光纤截面的横坐标,坐标原点在光纤截面圆心,对应x的变化,其折射率逐渐变化。
本实施例的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤,在只有纤芯1注入光的情况下,芯间串扰通过模式耦合理论和功率耦合理论推导得到:
式中,XT为串扰,z为传输长度,h为纤芯间的功率耦合系数。纤芯间的功率耦合系数h可由下式得到:
κ为纤芯间的对应模式的模式耦合系数,定义为:
上式中,ω为角频率,ε0为真空介电常数,N为整个光纤截面的折射率分布,N2为第二纤芯的折射率分布,E1为第一纤芯的电场矢量,E2为第二纤芯的电场矢量,E1x和E1y为第一纤芯的两个横向电场分量,H1x和H1y为第一纤芯的两个横向磁场分量,其中上标“*”为相应物理量取复共轭。
本实施例的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应基模模场分布见图3(b),其相比于常规阶跃双芯光纤对应基模模场分布(见图3(a)),其模场均偏向于各纤芯的高折射率部位。通过对比常规阶跃双芯光纤和本实施例提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤基模纤芯中的能量分布(见图3(c)),从本实施例的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤的能量密度时间均值曲线图也可以看出模场分布相对于常规阶跃双芯光纤向高折射率部位偏移。
通过对常规阶跃双芯光纤与提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤在1.55μm工作波长处使用全矢量有限元法进行仿真比较,得到如图4所示的串扰随传输长度的关系对比曲线。可见在同等的光束缚能力下,串扰抑制效果显著,相较于常规阶跃双芯光纤(端面结构示意图见图1(a),对应的折射率分布图见图1(b)),本实施例提出的斜坡型折射率分布光纤的串扰减小了12~29dB。
本实施例以双芯斜坡型折射率分布光纤为例,通过将两个纤芯的高折射率部分相对放置,可以实现在芯间距保持不变的情况下增大相邻纤芯中模场的距离,从而降低了芯间串扰。
实施例2
将双芯光纤推广至更多纤芯,以图5所示的六边形分布六芯光纤为例,除纤芯数量与排布外结构参数与实施例1中双芯光纤结构一致,位于六边形上下顶点的纤芯基模模场图以图6为例展示,其模场均偏向于各纤芯的高折射率部位。
使用实施例1中的功率耦合方程以及各参数的定义同样可以得到六芯光纤中相邻纤芯之间的串扰:
以及间隔纤芯之间的串扰:
六边形分布六芯光纤中相隔两个纤芯的串扰对于上述两种串扰来说小到可以忽略不计,故仅考虑上述两种串扰。工作波长1.55μm处的串扰对比曲线如图7(a)和图7(b)所示,从曲线图可以看出,相较于常规阶跃光纤,提出的斜坡型折射率分布光纤相邻纤芯的串扰减小了10~16dB,间隔纤芯串扰减小了24~32dB。
实施例3
在实施例1的双芯结构基础上,在纤芯周围加上沟槽辅助结构,如图8所示。其中沟槽内径7μm,外径13μm,工作波长1.55μm处的折射率为1.44,仿真得到在1.55μm工作波长处传输1km后比无辅助结构的串扰再次降低了9.26dB,与无辅助结构的串扰对比见图10。
实施例4
在实施例1的双芯结构基础上,在纤芯周围加上空气孔辅助结构,如图9所示。其中空气孔半径3μm,孔芯距10μm,仿真得到在1.55μm工作波长处传输1km后比无辅助结构的串扰再次降低了33.81dB,与无辅助结构的串扰对比见图10。
实施例5
事实上,本发明并不局限于多芯单模光纤,如前所述,本发明提出的斜坡折射率分布可以有效降低模间耦合,因此在多芯少模领域同样可以得到应用,进一步增大光纤的传输容量。在本实施例中,为了使实施例1中对比的两种不同折射率分布的光纤稳定支持4个高阶模式,将双芯光纤的几何结构调整为:纤芯直径12μm,芯间距40μm,纤芯区域的折射率分布规律不变。该结构下,光纤稳定支持4个模式(LP01,LP11,LP21和LP02),提出的低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯少模光纤最高阶模式LP02模在1.55μm工作波长处传输1km的串扰相比常规阶跃双芯光纤降低了36.15dB。其串扰对比曲线见图11。
实施例6
一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,同实施例1,包括纤芯和包层,纤芯数量为两个,纤芯设置在包层内,纤芯折射率最大值>纤芯折射率最小值≥包层的折射率,在光纤截面,纤芯区域的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,并且,从光纤中心向各个纤芯中心的连线的直径方向上,纤芯的折射率增大;不同在于:其低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应折射率分布图见12,其分布函数基于一次函数。
实施例7
一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,同实施例1,包括纤芯和包层,纤芯数量为两个,纤芯设置在包层内,纤芯的折射率>包层的折射率,在光纤截面,纤芯区域的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,并且,从光纤中心向各个纤芯中心的连线的直径方向上,纤芯的折射率增大;不同在于:其低芯间串扰的斜坡型折射率分布双芯光纤对应折射率分布图见13,其分布函数基于底数为e的指数函数。
Claims (10)
1.一种低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,包括纤芯和包层,其特征在于,纤芯数量至少为两个,纤芯设置在包层内,纤芯的折射率>包层的折射率,在光纤截面,纤芯区域的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,并且,从光纤中心向各个纤芯中心的连线的直径方向上,纤芯的折射率增大。
2.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,所述的纤芯,其折射率的斜坡式分布,满足包括且不限于半抛物线函数、一次函数和指数函数中的一种,当以纤芯圆心为坐标原点时,纤芯区域折射率分布函数具体为:
半抛物线函数:
ncore=(nd-n1)/(4×a2)×(x+a)2+n1
一次函数:
ncore=(nd-n1)/(2×a)×(x+a)+n1
指数函数:
ncore=(nd-n1)/(b-a-ba)×(b-x-ba)+n1
上述式中:ncore为纤芯的斜坡型折射率分布函数,a为纤芯半径,n1为纤芯的折射率最大值,nd为纤芯的最小折射率,x为光纤截面的横坐标,坐标原点处于光纤截面的圆心,b为指数函数的底数,其中,0<b<1。
3.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,多个纤芯在包层内均布,并且呈中心对称。
4.根据权利要求3所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,纤芯结构分布为单环均匀分布,多个纤芯的连线为正多边形。
5.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,所述的纤芯为单模纤芯或少模纤芯中的一种。
6.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,所述的纤芯的折射率关于光纤直径在其两侧呈对称斜坡式分布,通过调整石英中GeO2掺杂浓度实现,其中,随着折射率增加,沿光纤直径方向,GeO2掺杂浓度逐渐增加;纤芯的折射率最大值为n1,n1取值范围为1.45~1.47;所述的包层,选用的材质为纯石英,其折射率为n0,1.55μm波长处n0的取值范围为1.444,纤芯的最小折射率nd等于包层的折射率n0。
7.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,当纤芯的数量为2个时,为双芯光纤,分别为第一纤芯和第二纤芯,第一纤芯和第二纤芯的折射率的斜坡式分布,沿光纤截面垂直直径呈镜像对称;
各个纤芯的折射率分布,按半抛物线函数计算,其函数表达式为:
第一纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x-D/2-a)2+n1
第二纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x+D/2+a)2+n1
上式中:a为纤芯半径,n1为纤芯的折射率最大值,n0为纤芯的最小折射率即包层折射率,D为第一纤芯中心和第二纤芯中心的芯间距,x为光纤截面的横坐标,坐标原点在光纤截面圆心。
8.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,当纤芯的数量为6个时,为六芯光纤,六个纤芯呈六边形分布,从正右方第一个顶点处的纤芯按逆时针方向,分别定为六芯光纤的第一纤芯,六芯光纤的第二纤芯,六芯光纤的第三纤芯,六芯光纤的第四纤芯、六芯光纤的第五纤芯,六芯光纤的第六纤芯;各个纤芯的折射率分布,按半抛物线函数计算,其函数表达式为:
第一纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x-D-a)2+n1
第二纤芯:
第三纤芯:
第四纤芯:
(n0-n1)/(4×a2)×(x+D+a)2+n1
第五纤芯:
第六纤芯:
其中,a为纤芯半径,n1为纤芯的折射率最大值,n0为纤芯的最小折射率即包层折射率,D为第一纤芯中心和第二纤芯中心的芯间距,x为光纤截面的横坐标,坐标原点处于光纤截面的圆心,y为光纤截面的纵坐标。
9.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤的直径为125~160μm,纤芯的直径为6~12μm,芯间距30~40μm;所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其芯间串扰值小于-37dB/km。
10.根据权利要求1所述的低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,其特征在于,低芯间串扰的斜坡型折射率分布多芯光纤,还设置有空气孔辅助和/或沟槽辅助技术。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113376731A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-10 | 北京邮电大学 | 一种少模双芯光功率分束器单元及集成光功率分束器 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1277678A (zh) * | 1998-08-13 | 2000-12-20 | 阿尔卡塔尔公司 | 一种有一个中央波谷的色散位移单模光纤 |
CN1113256C (zh) * | 1995-12-15 | 2003-07-02 | 康宁股份有限公司 | 单模光纤 |
CN202433554U (zh) * | 2011-07-14 | 2012-09-12 | 日立电线株式会社 | 多芯光纤 |
US20140064687A1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-06 | Corning Incorporated | Multi-core optical fibers with single mode and multimode core elements |
EP2806297A1 (en) * | 2012-01-19 | 2014-11-26 | Fujikura Ltd. | Multi-core fiber |
CN104635296A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-05-20 | 江苏大学 | 一种长距离激光能量传输光纤 |
CN107179581A (zh) * | 2016-03-09 | 2017-09-19 | 住友电气工业株式会社 | 耦合型多芯光纤 |
CN109283613A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-29 | 北京交通大学 | 一种低芯间串扰多芯光纤 |
-
2020
- 2020-09-25 CN CN202011023017.0A patent/CN112099130B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1113256C (zh) * | 1995-12-15 | 2003-07-02 | 康宁股份有限公司 | 单模光纤 |
CN1277678A (zh) * | 1998-08-13 | 2000-12-20 | 阿尔卡塔尔公司 | 一种有一个中央波谷的色散位移单模光纤 |
CN202433554U (zh) * | 2011-07-14 | 2012-09-12 | 日立电线株式会社 | 多芯光纤 |
EP2806297A1 (en) * | 2012-01-19 | 2014-11-26 | Fujikura Ltd. | Multi-core fiber |
US20140064687A1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-06 | Corning Incorporated | Multi-core optical fibers with single mode and multimode core elements |
CN104635296A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-05-20 | 江苏大学 | 一种长距离激光能量传输光纤 |
CN107179581A (zh) * | 2016-03-09 | 2017-09-19 | 住友电气工业株式会社 | 耦合型多芯光纤 |
CN109283613A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-29 | 北京交通大学 | 一种低芯间串扰多芯光纤 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MASANORI KOSHIBA: "Multi-core fiber design and analysis: coupled-mode", 《OPTICS EXPRESS》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113376731A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-10 | 北京邮电大学 | 一种少模双芯光功率分束器单元及集成光功率分束器 |
CN113376731B (zh) * | 2021-05-17 | 2022-09-13 | 北京邮电大学 | 一种少模双芯光功率分束器单元及集成光功率分束器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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