CN112711091B - 一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤 - Google Patents

一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤 Download PDF

Info

Publication number
CN112711091B
CN112711091B CN202110066954.2A CN202110066954A CN112711091B CN 112711091 B CN112711091 B CN 112711091B CN 202110066954 A CN202110066954 A CN 202110066954A CN 112711091 B CN112711091 B CN 112711091B
Authority
CN
China
Prior art keywords
core
cores
doped
erbium
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110066954.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112711091A (zh
Inventor
王建帅
裴丽
郑晶晶
李祉祺
赵琦
徐琳
宁提纲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN202110066954.2A priority Critical patent/CN112711091B/zh
Publication of CN112711091A publication Critical patent/CN112711091A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112711091B publication Critical patent/CN112711091B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02042—Multicore optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02114—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by enhanced photosensitivity characteristics of the fibre, e.g. hydrogen loading, heat treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，属于特种光纤、光纤通信、信号处理领域。多芯光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1‑1)～(1‑6)以及第二层芯子(2‑1)～(2‑12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，由于芯子间距较小，十九个芯子共同构成高折射率区域(3)，在此区域(3)内光纤支持超模传输，光纤支持的标量模式数目在4～15之间，在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1‑1)～(1‑6)以及第二层芯子(2‑1)～(2‑12)中掺杂铒离子，以降低基模增益，实现基模和高阶模式的增益均衡。

Description

一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤
技术领域
本发明涉及了一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，属于特种光纤、光纤通信、信号处理领域。
背景技术
现代信息技术的发展促使物联网、云计算和人工智能等技术向各行业全面融合渗透，使得网络数据流量激增。然而，光纤通信作为数据传输承载网络的基石，随着时分复用、波分复用、偏振复用等技术的应用，受非线性制约，单模光纤的容量已接近香农极限，提升困难。大量的铺设多根单模光纤线缆又会带来体积的耗费与容限，这一问题尤其在需要处理海量数据的数据中心亟待解决。空分复用技术以多芯光纤或少模光纤为载体，在同一光纤中，复用多个信道，在不增加光缆铺设面积的同时，成倍的提高光纤通信容量。
多芯超模光纤是指在同一包层中的多个芯子芯间距较为接近时，多个芯子共同形成芯子区域，支持一定数量的模式传输，称为超模
(超模只是一种名称的定义，其模式数量与模场分布仍与传统单芯少模光纤类似，用LPmn来表示)。多芯超模光纤利用多芯的结构实现少模传输特性。相较于普通单芯少模光纤，多芯超模光纤具有超大的模场面积，其用于光纤通信系统传输时，可显著减小非线性效应影响，利于脉冲保持，减少信号畸变。但是，光传输过程中，由于光纤本征吸收与散射等损耗，信号在长距离传输时需掺铒放大器对其能量进行补偿。由于多芯超模光纤中不同LP模式的模场分布不同，当对信号进行放大时，信号模式之间会产生增益竞争，从而获得不同的增益(由于基模能量更集中，一般基模获得的增益最大)，加之每个模式在光纤中的传输损耗不同，这种能量差异会随着传输距离累积，很可能导致系统的中断和接收端误码率的升高，甚至破坏整个通信系统。但针对多芯超模光纤通信系统的放大器鲜有报道。因此，为保持信号的有效传输，配置相应的多芯超模光纤放大器尤为重要，若要实现模式间的增益均衡，多芯掺铒超模光纤是核心。
发明内容
本发明所要解决的问题是，针对目前可实现光纤扩容并提高系统抗非线性能力的多芯超模光纤通信系统，提供一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，铒离子可通过选择性的掺杂于不同的芯子，灵活调控模式增益。
本发明的技术方案：
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子和两层边界芯子，十九个芯子呈正六边形均匀分布，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，由于芯子距离较近，芯子间耦合效应显著，多个芯子共同支持超模传输，铒离子在除中心芯子外的边界中掺杂，即双环形掺杂，用于基模与高阶模的增益均衡。
本发明的有益效果具体如下：
本结构主要利用距离较近的多个芯子支持超模传输，再利用选择性的铒离子掺杂实现模式的增益均衡。
附图说明
图1为一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤横截面图。
图2为单环形掺杂的多芯掺铒超模光纤横截面图。
图3为双梯形掺杂的多芯掺铒超模光纤横截面图。
图4为矩形掺杂的多芯掺铒超模光纤横截面图。
图5为环形掺杂的七芯掺铒超模光纤横截面图。
具体实施方式
下面结合附图1至5对一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤作进一步描述。
实施例一
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)中掺杂。
本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，采用第一层单环形掺杂，结构如图2所示。
实施例二
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)中掺杂。
本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，采用双梯形掺杂，结构如图3所示。
实施例三
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)中掺杂。
本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，采用矩形掺杂，结构如图4所示。
实施例四
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)中掺杂。
本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，也可以为七芯掺铒超模光纤，结构如图5所示。

Claims (3)

1.一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，由于芯子距离较近，十九个芯子共同形成纤芯区域(3)，支持超模传输，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1-1)～(1-6)以及第二层芯子(2-1)～(2-12)中双环形掺杂，用于基模与高阶模的增益均衡。
2.根据权利要求1所述的一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：每个光纤芯子的参数可以相同也可以不同。
3.根据权利要求1所述的一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：铒离子除单独中心芯子不掺杂外，根据需要选择特定的芯子进行掺杂，包括第一层单环形掺杂、第二层单环形掺杂、双梯形掺杂、矩形掺杂。
CN202110066954.2A 2021-01-19 2021-01-19 一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤 Active CN112711091B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110066954.2A CN112711091B (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110066954.2A CN112711091B (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112711091A CN112711091A (zh) 2021-04-27
CN112711091B true CN112711091B (zh) 2022-02-01

Family

ID=75549324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110066954.2A Active CN112711091B (zh) 2021-01-19 2021-01-19 一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112711091B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115166894B (zh) * 2022-06-30 2023-09-05 北京邮电大学 一种多芯光纤

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5823448B2 (ja) * 2013-06-21 2015-11-25 古河電気工業株式会社 増幅用マルチコア光ファイバデバイスおよびマルチコア光ファイバ増幅器
US9077148B2 (en) * 2013-09-18 2015-07-07 Ofs Fitel, Llc Gain-equalized few-mode fiber amplifier
US20150085352A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Alcatel-Lucent Usa Inc. Optical amplifier for space-division multiplexing
CN106291803B (zh) * 2016-09-30 2019-06-18 华中科技大学 一种梯度掺杂多芯的微结构包层光纤及其制备方法
FR3068486B1 (fr) * 2017-07-03 2021-10-15 Centre Nat Rech Scient Fibre amplificatrice legerement multimode
JP7115050B2 (ja) * 2018-06-12 2022-08-09 住友電気工業株式会社 光ファイバ増幅器
CN110289539A (zh) * 2019-07-10 2019-09-27 桂林电子科技大学 一种宽带多维光纤放大器

Also Published As

Publication number Publication date
CN112711091A (zh) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103329017A (zh) 多芯光纤及光学通信系统
CN113691318A (zh) 一种可重构纤芯模式选择系统和方法
CN108767636B (zh) 一种全光纤型弱耦合少模掺铒光纤放大器
EP3754391A1 (en) Polarization-maintaining multi-core fiber
CN204761441U (zh) 一种超长跨距光传输系统
EP3754390B1 (en) Polarization-maintaining multi-core fiber
CN112711091B (zh) 一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤
CN110568548B (zh) 一种多层纤芯可控的多芯光纤
JP6122057B2 (ja) リボン化されたエルビウムドープファイバーを用いるアレイ光ファイバー増幅器
JP5826139B2 (ja) 光伝送媒体、光伝送システム、及び光伝送方法
CN112612076A (zh) 一种少模多芯微结构光纤及少模光纤放大器
CN113589425B (zh) 一种多芯微结构光纤
CN216561082U (zh) 一种用于降低差分模式群时延的少模光纤结构
CN114859460A (zh) 一种多芯增益光纤、光纤放大器和光纤振荡器
CN114114525A (zh) 一种低损耗低串扰椭圆芯少模光纤
CN110596817B (zh) 一种高消光比的三模式模分复用器
CN113189702A (zh) 一种用于降低差分模式群时延的少模光纤结构
CN113156574A (zh) 一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤
Takenaga et al. Multicore fiber with ring structure
Klaus et al. Optical technologies for space division multiplexing
CN114124226B (zh) 基于混合泵浦的密集多芯光纤增益均衡放大系统和方法
CN215732663U (zh) 一种利于均匀泵浦的弱耦合多芯有源光纤
CN113190979B (zh) 一种基于神经网络光纤涡旋模式工程的方法
CN218917706U (zh) 一种少模态增益均衡光纤
CN113917595B (zh) 一种基于椭圆芯的大容量超模光纤

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant