CN112198586B - 一种多芯光纤 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种多芯光纤，涉及光纤通信技术领域，上述光纤包括内核层、外核层以及包层，内核层包括内核心以及柱形辅助结构，各个内核心呈矩形排布、且两个相邻的内核心为异质结构的核心，各个内核心的折射率分布为渐变型折射率分布，各个柱形辅助结构位于各个相邻的内核心之间，外核层包括外核心以及沟槽辅助结构，各个外核心呈环形排布、且两个相邻的外核心为异质结构的核心，各个外核心的折射率分布为渐变型折射率分布，各个沟槽辅助结构包裹于各个外核心的外侧。应用本发明实施例提供的一种多芯光纤，能够使得多芯光纤在传输光信号时芯间串扰、弯曲损耗以及差分模时延较低。

Description

一种多芯光纤
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种多芯光纤。
背景技术
随着5G(5th Generation Mobile Network，第五代移动通信技术)的发展，光纤通信系统中的网络流量增长迅速。为了能够适应网络流量迅速增长的情况，需要光纤通信系统中光纤的传输容量较高，因此，当前光纤通信系统大多采用多芯光纤。
然而，由于多芯光纤在传输光信号时容易发生芯间串扰、弯曲损耗以及差分模时延问题，从而导致多芯光纤在传输光信号时的传输质量较低。因此，亟需一种低芯间串扰、低弯曲损耗以及低差分模时延的多芯光纤，以提高多芯光纤传输光信号的传输质量。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种多芯光纤，以使得多芯光纤在传输光信号时芯间串扰、弯曲损耗以及差分模时延较低。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种多芯光纤，上述光纤包括内核层、外核层以及包层，其中，
所述外核层包裹于所述内核层的外侧，所述包层的最外围边界包裹于所述外核层的外侧；
所述内核层包括内核心以及柱形辅助结构，各个内核心呈矩形排布、且两个相邻的内核心为异质结构的核心，两个相邻的内核心的间距小于预设间距阈值，各个内核心的折射率分布为渐变型折射率分布，各个柱形辅助结构位于各个相邻的内核心之间，其中，所述柱形辅助结构的折射率呈柱形结构、且小于所述包层的折射率；
所述外核层包括外核心以及沟槽辅助结构，各个外核心呈环形排布、且两个相邻的外核心为异质结构的核心，两个相邻的外核心的间距小于预设间距阈值，各个外核心的折射率分布为渐变型折射率分布，各个沟槽辅助结构包裹于各个外核心的外侧，其中，所述沟槽辅助结构的折射率呈沟槽结构、且小于所述包层的折射率。
本发明的一个实施例中，上述各个内核心的折射率分布为指数渐变型折射率分布，所述各个外核心的折射率分布为指数渐变型折射率分布。
本发明的一个实施例中，内核心或者外核心的折射率分布n满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000021
其中，nco为内核心或者外核心的折射率峰值，ncl为所述包层的折射率，d为相邻的内核心或者相邻的外核心的间距，aco为内核心或者外核心的半径，p为内核心或者外核心的折射率分布指数，x为内核心或者外核心内任意点与圆心的距离。
本发明的一个实施例中，当所述多芯光纤为九芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为5、外核层中外核心数量为4，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000022
其中，A为各个相邻的内核心间的间距，OCT为外核心的圆心与包层的最外围边界间的距离。
本发明的一个实施例中，当所述多芯光纤为十二芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为4、外核层中外核心数量为8，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000023
其中，A为各个相邻的内核心间的间距，OCT为外核心的圆心与包层的最外围边界间的距离。
本发明的一个实施例中，当所述多芯光纤为二十一芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为13、外核层中外核心数量为8，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000031
其中，A为各个相邻的内核心间的间距，OCT为外核心的圆心与包层的最外围边界间的距离。
本发明的一个实施例中，当所述多芯光纤为三十二芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为4、外核层中外核心数量为8，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000032
其中，A为各个相邻的内核心间的间距，OCT为外核心的圆心与包层的最外围边界间的距离。
本发明的一个实施例中，当所述多芯光纤为三十七芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为5、外核层中外核心数量为1，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000033
其中，A为各个相邻的内核心间的间距，OCT为外核心的圆心与包层的最外围边界间的距离。
本发明的一个实施例中，上述包层的直径小于预设直径阈值，其中，所述预设直径阈值使得所述多芯光纤满足预设的失效概率极限。
本发明的一个实施例中，上述预设直径阈值为为：基于所述多芯光纤的核心数量以及弯曲半径所确定的直径阈值。
由以上可见，应用本发明实施例提供的多芯光纤时，一方面，由于上述多芯光纤中的两个相邻的内核心、外核心均为异质结构的核心，且上述多芯光纤中的柱形辅助结构、沟槽辅助结构的折射率较低。又由于当多芯光纤中相邻的核心为异质结构的核心时，可以有效减少光纤在传输光信号时产生的芯间串扰，且当多芯光纤中的辅助结构的折射率较低时，能够降低光纤在传输光信号时产生的芯间串扰。因此，本发明实施例提供的多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰较低。
另一方面，由于多芯光纤在传输光信号时产生的弯曲损耗是由于多芯光纤在弯曲过程中模场折射率向弯曲方向发生倾斜，导致模场发生泄漏。又由于当沟槽辅助结构包裹于各个外核心的外侧时，能够尽量避免多芯光纤在弯曲过程中模场折射率向弯曲方向发生倾斜，从而减少多芯光纤在传输光信号时产生的弯曲损耗。因此，应用本发明实施例提供的多芯光纤在传输光信号时的弯曲损耗较低。
再一方面，由于当核心的折射率分布为渐变型折射率分布时，可以从多个自由度控制差分模时延，以使得差分模时延的值较小。同时，当多芯光纤的核心的折射率分布为渐变折射率分布时，可以提高多芯光纤的模场束缚能力，从而降低多芯光纤的高阶模群时延的损耗，使得多芯光纤在高阶模式下能够传输更长的距离，并且结合多芯光纤中添加了折射率小于包层的折射率的辅助结构，能够进一步使得多芯光纤的差分模群时延较低。因此，应用本发明实施例提供的多芯光纤在传输光信号时的差分模时延较低。
综上可知，应用本发明实施例提供的多芯光纤在传输光信号时芯间串扰、弯曲损耗以及差分模时延均较低，从而提高了多芯光纤在传输光信号时的传输质量。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多芯光纤的结构示意图；
图2a为本发明实施例提供的一种柱形辅助结构的折射率剖面图；
图2b为本发明实施例提供的一种沟槽辅助结构的折射率剖面图；
图3a为本发明实施例提供的一种九芯光纤的结构示意图；
图3b为本发明实施例提供的一种十二芯光纤的结构示意图；
图3c为本发明实施例提供的一种二十一芯光纤的结构示意图；
图3d为本发明实施例提供的一种三十二芯光纤的结构示意图；
图3e为本发明实施例提供的一种三十七芯光纤的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1为本发明实施例提供的一种多芯光纤的结构示意图，上述光纤包括内核层1、外核层2以及包层。
其中，上述外核层2包裹于内核层1的外侧，上述包层的最外围边界3包裹于外核层2的外侧。
上述包层为：多芯光纤中除了内核心11、外核心21、柱形辅助结构12以及沟槽辅助结构22之外的部分。
因此，上述多芯光纤中各层按照由内到外的顺序依次为：内核层1、外核层2、包层的最外围边界3。
首先对内核层1中的各个结构进行说明：
内核层1包括内核心11以及柱形辅助结构12，各个内核心11呈矩形排布、且两个相邻的内核心11为异质结构的核心，两个相邻的内核心11的间距小于预设间距阈值，各个内核心11的折射率分布为渐变型折射率分布，各个柱形辅助构件12位于各个相邻的内核心11之间。
具体的，上述柱形辅助结构12的折射率呈柱形结构、且小于包层的折射率。
上述柱形辅助结构12的折射率呈柱形结构可以理解为：两个相邻的内核心11之间各个点的折射率进行拟合后呈柱形结构。具体的，由于上述柱形辅助结构12的折射率与光纤中具体材料成分有关，因此，可以将两个相邻的内核心11之间的材料成分进行改变，以使得柱形辅助结构12的折射率呈柱形结构。
参见图2a，图2a为本发明实施例提供的一种柱形辅助结构的折射率剖面图。
图2a中上部分图像表示两个相邻的内核心11之间添加柱形辅助结构。
其中，图2a中上部分图像位于中间的两个较大的圆分别表示两个内核心11，每个内核心11四周的四个小圆表示四个柱形辅助结构。
图2a中下部分图像为折射率的剖面图。
其中，图2a中下部分图像位于两侧的曲线分别为：图2a中上部分图像的左侧核心11的折射率曲线、图2a中上部分图像的右侧核心11的折射率曲线。具体的，d1为图2a中上部分图像的左侧核心11的折射率曲线的峰值、r1为图2a中上部分图像的左侧核心11的核心半径；r2为图2a中上部分图像的右侧核心11的核心半径。
图2a中下部分图像位于中侧具有柱形结构的折线表示：图2a中上部分图像的柱形辅助结构的折射率曲线。具体的，d2表示上述柱形辅助结构的折射率曲线的深度、rh表示上述柱形辅助结构的半径，dcr表示上述柱形辅助结构的圆心与内核心11的圆心间的距离。
基于图2a可知,上述柱形辅助结构的折射率较低。由于多芯光纤中两个核心之间的辅助结构为低折射率辅助结构时，能够降低多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰，因此，上述多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰较低。
上述预设间隔阈值可以由工作人员根据经验设定。
两个相邻的内核心11为异质结构的核心可以理解为；两个相邻的内核心11的结构为不同结构。由于两个相邻的内核心11的结构为不同结构，因此上述两个相邻的内核心11可以称为异质结构的核心。
例如：两个相邻的内核心11的折射率峰值、半径等结构参数不同,可以称上述两个相邻的内核心11为异质结构的核心。
由于光纤在传输光信号时，两个相邻的核心会发生横向耦合产生芯间串扰，又由于当两个相邻的核心为异质结构的核心时，一旦该光纤弯曲时所形成区域的半径超过预设半径阈值时，会使得光纤传输光信号时产生的芯间串扰急剧减小并趋于稳定，也就是当两个相邻的核心为异质结构的核心时，可以有效减少光纤在传输光信号时产生的芯间串扰。因此，两个相邻的内核心11为异质结构的核心能够使得多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰较低。
由于在利用多芯光纤进行传输光信号时，通常在接收端采用MIMO-DSP(MultipleIn Multiple Out-Digital Signal Processing,多入多出-数字信号处理)将光信号恢复为电信号，为了降低MIMO-DSP的复杂度，需要减少多芯光纤传输光信号时产生的差分模时延。
具体的，上述差分模时延DMD可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000071
其中，τLPuv表示多芯光纤在高阶模式下的高阶模群时延，τLP01表示多芯光纤在基本模式下的基模群时延，neffuv表示多芯光纤的各个核心在高阶模式下的有效折射率，neff01表示多芯光纤的各个核心在基本模式下的有效折射率，λ表示多芯光纤所传输光信号的波长，c表示多芯光纤所传输光信号的速度，
Figure BDA0002701360210000072
这一公式表示在多芯光纤处于高阶模式下时对所传输光信号的波长求偏导，
Figure BDA0002701360210000073
这一公式表示在多芯光纤处于基本模式下时对所传输光信号的波长求偏导。
由上述关系式可知，差分模时延与光纤中核心的有效折射率有关，也就是差分模时延与多芯光纤中核心的折射率分布变化较为敏感。因此当核心的折射率分布为渐变型折射率分布时，并基于所添加的辅助结构，能够增加多个自由度去控制差分模时延，以使得差分模时延尽可能减少。因此，由于内核心11的折射率分布为渐变型折射率分布，能够使得多芯光纤在传输光信号时的差分模时延较低。
本发明的一个实施例中，上述各个内核心11的折射率分布可以为指数渐变型折射率分布。
由于当核心的折射率分布为指数渐变型折射率分布时，能够进一步减少多芯光纤在传输光信号时的差分模时延，因此，当各个内核心11的折射率分布为指数渐变型折射率分布时，上述多芯光纤在传输光信号时的差分模时延较低。
上述柱形辅助结构12的折射率为柱形结构的折射率。由于柱形辅助结构能够降低多芯光纤的截止波长的差值，从而提高多芯光纤的传输质量。因此，由于内核层中包括柱形辅助结构12，能够使得多芯光纤的传输质量较高。
另外，由于多芯光纤中辅助结构的数量需要较少。又由于柱形辅助结构12是在各个相邻的内核心11之间，且各个内核心11呈矩形排布，这样能够减少多芯光纤中柱形辅助结构12的数量。
其次对外核层2中的各个结构进行说明：
外核层2包括外核心21以及沟槽辅助结构22，各个外核心21呈环形排布、且两个相邻的外核心21为异质结构的核心，两个相邻的外核心21的间距小于预设间距阈值，各个外核心21的折射率分布为渐变型折射率分布，各个沟槽辅助结构22包裹于各个外核心21的外侧。
具体的，上述沟槽辅助结构22的折射率呈沟槽结构。上述沟槽辅助结构22的折射率呈沟槽结构可以理解为：包裹于外核心11外侧的各个点的折射率进行拟合后呈沟槽结构。具体的，由于上述沟槽辅助结构22的折射率与光纤中具体材料成分有关，因此，可以将包裹于外核心21外侧的材料成分进行改变，以使得沟槽辅助结构22的折射率呈沟槽结构。
参见图2b，图2b为本发明实施例提供的一种沟槽辅助结构的折射率剖面图。
图2b中上部分图像表示包裹沟槽辅助结构的两个相邻外核心。
其中，图2b中上部分图像位于中间的最小的圆分别表示两个外核心21，包裹于每个外核心21最外层的圆环表示沟槽辅助结构。
图2b中下部分图像为折射率的剖面图。
其中，图2b中下部分图像位于两侧的曲线分别为：图2b中上部分图像的左侧外核心21的折射率曲线、图2b中上部分图像的右侧外核心21的折射率曲线。具体的，D1为图2b中上部分图像的左侧外核心21的折射率曲线的峰值、R1为图2b中上部分图像的左侧外核心21的核心半径；R2为图2b中上部分图像的右侧外核心21的核心半径。
图2b中下部分图像位于中侧具有沟槽结构的折线表示：图2b中上部分图像的沟槽辅助结构的折射率曲线。具体的，D2表示上述沟槽辅助结构的折射率曲线的深度、th表示上述沟槽辅助结构的宽度，tw表示上述沟槽辅助结构与外核心21的圆心间的距离。
基于图2b可知,上述沟槽辅助结构的折射率较低。由于多芯光纤中的辅助结构的折射率较低时，能够降低多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰，因此，上述多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰较低。
上述预设间隔阈值可以由工作人员根据经验设定。
两个相邻的外核心21为异质结构的核心可以理解为；两个相邻的外核心21的结构为不同结构。由于两个相邻的外核心21的结构为不同结构，因此上述两个相邻的外核心21可以称为异质结构的核心。例如：两个相邻的外核心21的折射率峰值、半径等结构参数不同,可以称上述两个相邻的外核心21为异质结构的核心。
由于当两个相邻的核心为异质结构的核心时，可以有效减少光纤在传输光信号时产生的芯间串扰。又由于多芯关系中两个相邻的外核心21为异质结构的核心。因此，上述多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰较低。
由于当核心的折射率分布为渐变型折射率分布时，能够较为灵活调节差分模时延的取值，以使得差分模时延的值较小。又由于上述外核心21的折射率分布为渐变型折射率分布。因此，上述多芯光纤在传输光信号时的差分模时延较低。
本发明的一个实施例中，上述各个外核心21的折射率分布可以为指数渐变型折射率分布。
由于当核心的折射率分布为指数渐变型折射率分布时，能够进一步减少多芯光纤在传输光信号时的差分模时延，因此，当各个外核心21的折射率分布为指数渐变型折射率分布时，上述多芯光纤在传输光信号时的差分模时延较低。
上述沟槽辅助结构22的折射率为沟槽结构的折射率。由于多芯光纤的失效概率随着包层3直径的减少呈指数型衰减，上述多芯光纤的失效概率用于表示多芯光纤的可靠性，当多芯光纤的失效概率越小，多芯光纤的可靠性越高；当多芯光纤的失效概率越大，多芯光纤的可靠性越低。基于此，为了使得多芯光纤的失效概率越小，包层3的直径需要越小。
基于上述分析，本发明的一个实施例中，包层的直径小于预设直径阈值。
上述预设直径阈值使得多芯光纤满足预设的失效概率极限。具体的，上述预设直径阈值可以为250um，还可以为250um以下。
本发明的一个实施例中，上述预设直径阈值可以为：基于多芯光纤的核心数量以及弯曲半径所确定的直径阈值。
上述多芯光纤的弯曲半径是指：多芯光纤在传输光信号时弯曲所形成区域的半径。
由于沟槽辅助结构的尺寸相较于柱形辅助结构的尺寸较小，因此，沟槽辅助结构位于外核层能够使得包层3的直径较小，从而使得多芯光纤的可靠性较高。
另外，由于多芯光纤在传输光信号时可能会产生弯曲损耗，多芯光纤的弯曲损耗是由于在弯曲过程中模场折射率向弯曲方向发生倾斜，导致模场发生泄漏。又由于沟槽辅助结构包裹于各个外核心21的外侧，能够尽量避免多芯光纤在弯曲过程中模场折射率向弯曲方向发生倾斜，从而减少多芯光纤在传输光信号时产生的弯曲损耗。
由图1以及上述描述可知，本实施例提供的多芯光纤为对称结构的光纤。
由以上可见，应用本实施例提供的多芯光纤时，一方面，由于上述多芯光纤中的两个相邻的内核心11、外核心21均为异质结构的核心，且上述多芯光纤中的柱形辅助结构12、沟槽辅助结构22的折射率小于包层的折射率，表示上述柱形辅助结构、沟槽辅助结构的折射率较低。又由于当多芯光纤中相邻的核心为异质结构的核心时，可以有效减少光纤在传输光信号时产生的芯间串扰，且当多芯光纤中的辅助结构的折射率较低时，能够降低光纤在传输光信号时产生的芯间串扰。因此，本实施例提供的多芯光纤在传输光信号时的芯间串扰较低。
另一方面，由于多芯光纤在传输光信号时产生的弯曲损耗是由于多芯光纤在弯曲过程中模场折射率向弯曲方向发生倾斜，导致模场发生泄漏。又由于当沟槽辅助结构包裹于各个外核心21的外侧时，能够尽量避免多芯光纤在弯曲过程中模场折射率向弯曲方向发生倾斜，从而减少多芯光纤在传输光信号时产生的弯曲损耗。因此，应用本实施例提供的多芯光纤在传输光信号时的弯曲损耗较低。
再一方面，由于当核心的折射率分布为渐变型折射率分布时，可以从多个自由度控制差分模时延，以使得差分模时延的值较小。同时，当多芯光纤的核心的折射率分布为渐变折射率分布时，可以提高多芯光纤的模场束缚能力，从而降低多芯光纤的高阶模群时延的损耗，使得多芯光纤在高阶模式下能够传输更长的距离，并且结合多芯光纤中添加了折射率小于包层的折射率的辅助结构，能够进一步使得多芯光纤的差分模群时延较低。因此，应用本实施例提供的多芯光纤在传输光信号时的差分模时延较低。
综上可知，应用本实施例提供的多芯光纤在传输光信号时芯间串扰、弯曲损耗以及差分模时延均较低，从而提高了多芯光纤在传输光信号时的传输质量。
本发明的一个实施例中，上述内核心11或者外核心21的折射率分布n可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000111
其中，nco为内核心11或者外核心21的折射率峰值，ncl为包层的折射率，d为相邻的内核心11或者相邻的外核心21的间距，aco为内核心11或者外核心21的半径，p为内核心11或者外核心21的折射率分布指数，例如：p可以为[0,2],x为内核心11或者外核心21内任意点与圆心的距离。
本发明的一个实施例中，多芯光纤中异质结构的核心可以为两种或者三种异质结构的核心。
具体的，随着多芯光纤中核心数量的增加，可以增加多芯光纤中异质结构的核心的种类。例如：对于二十一芯光纤、三十二芯光纤以及三十七芯光纤中可以包括三种异质结构的核心。
参见图3a,图3a为本发明实施例提供的一种九芯光纤的结构示意图，在图3a中包括内核层31、外核层32、包层，外核层32包裹于内核层31的外侧，包层的最外围边界33包裹于外核层32的外侧。
由图3a可以得到，内核层31呈十字形排布，十字形排布可以视为特殊的矩形排布；外核层32呈环形排布。
内核层31包括内核心311和柱形辅助结构312，其中，内核心311的数量为5；
外核层32包括外核心321和沟槽辅助结构322，其中，外核心321的数量为4。
本发明的一个实施例中，当多芯光纤为九芯光纤时，上述包层的直径Dcl可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000121
其中，A为各个相邻的内核心11间的间距，OCT为外核心21的圆心与包层的最外围边界33间的距离。本发明一个实施例中，上述OCT可以大于40um。
参见图3b,图3b为本发明实施例提供的一种十二芯光纤的结构示意图，在图3b中包括内核层41、外核层42、包层，外核层42包裹于内核层41的外侧，包层的最外围边界43包裹于外核层42的外侧。
由图3b可以得到，内核层41呈矩形排布；外核层42呈环形排布。
内核层41包括内核心411和柱形辅助结构412，其中，内核心411的数量为4；
外核层42包括外核心421和沟槽辅助结构422，其中，外核心422的数量为8。
本发明的一个实施例中，当多芯光纤为十二芯光纤时，上述包层的直径Dcl可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000122
其中，A为各个相邻的内核心11间的间距，OCT为外核心21的圆心与包层的最外围边界43间的距离。
参见图3c,图3c为本发明实施例提供的一种二十一芯光纤的结构示意图，在图3c中包括内核层51、外核层52、包层，外核层52包裹于内核层51的外侧，包层的最外围边界53包裹于外核层52的外侧。
由图3c可以得到，内核层51呈矩形排布以及十字形排布；外核层52呈环形排布。
内核层51包括内核心511和柱形辅助结构512，其中，内核心511的数量为13；
外核层52包括外核心521和沟槽辅助结构522，其中，外核心522的数量为8。
本发明的一个实施例中，当多芯光纤为二十一芯光纤时，上述包层的直径Dcl可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000131
其中，A为各个相邻的内核心11间的间距，OCT为外核心21的圆心与包层的最外围边界53间的距离。
参见图3d,图3d为本发明实施例提供的一种三十二芯光纤的结构示意图，在图3d中包括内核层61、外核层62、包层，外核层62包裹于内核层61的外侧，包层的最外围边界63包裹于外核层62的外侧。
由图3c可以得到，内核层61呈矩形排布；外核层62呈环形排布。
内核层61包括内核心611和柱形辅助结构612，其中，内核心611的数量为24；
外核层62包括外核心621和沟槽辅助结构622，其中，外核心的数量为8。
本发明的一个实施例中，当多芯光纤为三十二芯光纤时，上述包层的直径Dcl可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000132
其中，A为各个相邻的内核心11间的间距，OCT为外核心21的圆心与包层的最外围边界63间的距离。
参见图3e,图3e为本发明实施例提供的一种三十七芯光纤的结构示意图，在图3e中包括内核层71、外核层72、包层，外核层72包裹于内核层71的外侧，包层的最外围边界73包裹于外核层72的外侧。
由图3c可以得到，内核层71呈矩形排布以及十字形排布；外核层72呈环形排布。
内核层71包括内核心711和柱形辅助结构712，其中，内核心711的数量为25；
外核层72包括外核心721和沟槽辅助结构722，其中，外核心的数量为12。
本发明的一个实施例中，当多芯光纤为三十七芯光纤时，上述包层的直径Dcl可以满足以下关系式：
Figure BDA0002701360210000141
其中，A为各个相邻的内核心11间的间距，OCT为外核心21的圆心与包层的最外围边界73间的距离。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多芯光纤，其特征在于，所述光纤包括内核层(1)、外核层(2)以及包层，其中，
所述外核层(2)包裹于所述内核层(1)的外侧，所述包层的最外围边界(3)包裹于所述外核层(2)的外侧；
所述内核层(1)包括内核心(11)以及柱形辅助结构(12)，各个内核心(11)呈矩形排布、且两个相邻的内核心(11)为异质结构的核心，两个相邻的内核心(11)的间距小于预设间距阈值，各个内核心(11)的折射率分布为渐变型折射率分布，各个柱形辅助结构(12)位于各个相邻的内核心(11)之间，其中，所述柱形辅助结构(12)的折射率呈柱形结构、且小于所述包层的折射率,所述柱形辅助结构(12)的折射率呈柱形结构为：两个相邻的内核心(11)之间各个点的折射率进行拟合后呈柱形结构；
所述外核层(2)包括外核心(21)以及沟槽辅助结构(22)，各个外核心(21)呈环形排布、且两个相邻的外核心(21)为异质结构的核心，两个相邻的外核心(21)的间距小于预设间距阈值，各个外核心(21)的折射率分布为渐变型折射率分布，各个沟槽辅助结构(22)包裹于各个外核心(21)的外侧，其中，所述沟槽辅助结构(22)的折射率呈沟槽结构、且小于所述包层的折射率。
2.根据权利要求1所述的多芯光纤，其特征在于，所述各个内核心(11)的折射率分布为指数渐变型折射率分布，所述各个外核心(21)的折射率分布为指数渐变型折射率分布。
3.根据权利要求2所述的多芯光纤，其特征在于，
内核心(11)或者外核心(21)的折射率分布n满足以下关系式：
Figure FDA0003241161410000011
其中，nco为内核心(11)或者外核心(21)的折射率峰值，ncl为所述包层的折射率，d为相邻的内核心(11)或者相邻的外核心(21)的间距，aco为内核心(11)或者外核心(21)的半径，p为内核心(11)或者外核心(21)的折射率分布指数，x为内核心(11)或者外核心(21)内任意点与圆心的距离。
4.根据权利要求1或2所述的多芯光纤，其特征在于，
当所述多芯光纤为九芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为5、外核层中外核心数量为4，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure FDA0003241161410000021
其中，A为各个相邻的内核心(11)间的间距，OCT为外核心(21)的圆心与包层的最外围边界(3)间的距离。
5.根据权利要求1或2所述的多芯光纤，其特征在于，
当所述多芯光纤为十二芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为4、外核层中外核心数量为8，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure FDA0003241161410000022
其中，A为各个相邻的内核心(11)间的间距，OCT为外核心(21)的圆心与包层的最外围边界(3)间的距离。
6.根据权利要求1或2所述的多芯光纤，其特征在于，
当所述多芯光纤为二十一芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为13、外核层中外核心数量为8，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure FDA0003241161410000023
其中，A为各个相邻的内核心(11)间的间距，OCT为外核心(21)的圆心与包层的最外围边界(3)间的距离。
7.根据权利要求1或2所述的多芯光纤，其特征在于，
当所述多芯光纤为三十二芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为24、外核层中外核心数量为8，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure FDA0003241161410000024
其中，A为各个相邻的内核心(11)间的间距，OCT为外核心(21)的圆心与包层的最外围边界(3)间的距离。
8.根据权利要求1或2所述的多芯光纤，其特征在于，
当所述多芯光纤为三十七芯光纤时，所述多芯光纤的内核层中内核心数量为25、外核层中外核心数量为12，所述包层的直径Dcl满足以下关系式：
Figure FDA0003241161410000031
其中，A为各个相邻的内核心(11)间的间距，OCT为外核心(21)的圆心与包层的最外围边界(3)间的距离。
9.根据权利要求1或2所述的多芯光纤，其特征在于，
所述包层的直径小于预设直径阈值，其中，所述预设直径阈值使得所述多芯光纤满足预设的失效概率极限。
10.根据权利要求9所述的多芯光纤，其特征在于，
所述预设直径阈值为：基于所述多芯光纤的核心数量以及弯曲半径所确定的直径阈值。
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