CN113359228B - 一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤 - Google Patents

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Abstract

一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，属于光纤通信技术领域。该异形空气孔辅助的多芯少模光纤，包括异形空气孔、包层和少模纤芯，异形空气孔位于整个异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心，异形空气孔由一个第一空气孔和均布在第一空气孔外周的数个第二空气孔组成，包层设置在异形空气孔外周，在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。该异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其在少模纤芯周围设置的异形空气孔相对包层的折射率更低，对光有一定的束缚能力，因而降低了纤芯之间的光耦合，从一定程度上抑制了串扰。

Description

一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，本发明涉及一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤。
背景技术
随着新一代移动通信技术的不断发展，光纤通信容量需求不断提升。在光纤通信中，时分复用、波分复用和偏振复用等技术手段可以有效的拓展传输容量，但是因为数据业务的急剧增长，导致单模光纤无法满足容量需求。其中，时分复用和波分复用在光纤通信发展初期就开始使用，因为仍旧是在单模光纤内进行传输，无法突破单模光纤容量的香农理论极限。偏振复用通过光的两个相互正交偏振态同时传输两路独立数据信息达到加倍系统总容量和频谱利用率的目标，依靠偏振复用仅能再提高一倍的容量。
基于多芯少模光纤(FM-MCF)的空分-模分复用技术是解决单模光纤容量限制的有效方法之一。多芯少模光纤是在光纤包层内通过控制芯间距，合理排布多个纤芯来提高传输容量，多芯少模光纤的每个纤芯均可作为独立的信道传输信号。同时FM-MCF的每个纤芯又可以传播多个模式，通过空间和模式两个维度相结合来提升信道数量，因此如何在有限的包层空间内尽可能容纳更多的纤芯，同时还要保证比较低的串扰是设计FM-MCF的难点。
通常抑制多芯少模光纤中的串扰的主要方法有：
(1)沟槽辅助型光纤：沟槽辅助型光纤是在纤芯的周围加上沟槽来降低纤芯之间的光耦合，从而降低芯间串扰。沟槽辅助型光纤的结构相对简单，并且拥有较好的抑制串扰的能力。
(2)空气孔辅助型光纤：空气孔辅助型光纤是在纤芯的周围环绕多个空气孔来增大纤芯和包层之间的折射率差，将光限制在纤芯周围来降低芯间串扰。
(3)异质结构多芯光纤：异质结构多芯光纤是在相邻纤芯中使用不同的纤芯直径和折射率来增加纤芯之间光信号传播常数差异，从而减小了光能量在纤芯之间的传递，拥有很好的抑制芯间串扰的能力。但该方案中各不相同的纤芯设计将会增加与普通单模光纤之间的熔接损耗，也会增加接收端解复用的复杂度。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，少模纤芯周围的异形空气孔相对包层的折射率更低，对光有一定的束缚能力，因而降低了纤芯之间的光耦合，从一定程度上抑制了串扰。该光纤可以通过设计调整纤芯直径、芯间距，控制材料折射率差，调整优化光纤性能，并尽可能减小光纤尺寸，在此基础上控制芯间/模间串扰及差分模式群时延以满足通信要求，提高通信容量。
本发明的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，包括异形空气孔、包层和少模纤芯，异形空气孔位于整个异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心，异形空气孔由一个第一空气孔和均布在第一空气孔外周的数个第二空气孔组成，第一空气孔的直径为第二空气孔直径的1～3倍，包层设置在异形空气孔外周，在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
进一步的，第一空气孔和第二空气孔有重叠，其中，更优选为，第二空气孔的圆心位于第一空气孔圆周外。
进一步的，异形空气孔辅助的多芯少模光纤的截面呈旋转对称。
进一步的，第二空气孔的个数优选为3～6个。
进一步的，所述的少模纤芯支持多模传输，支持LP01,LP11,LP21,LP02,LP31传输模式中的至少两种。
所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤为阶跃式分布的折射率结构，其中，少模纤芯的折射率>包层的折射率>异形空气孔的折射率。
所述的少模纤芯的材料优选为掺锗的石英玻璃，包层选用的纯石英玻璃，少模纤芯折射率和包层折射率之差为1.2％～1.5％。
作为优选，异形空气孔辅助的多芯少模光纤的直径D为125μm，少模纤芯的直径d为14～15μm，异形空气孔的第一空气孔直径a为32～54μm，第二空气孔直径b为18～32μm；第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离c为25～30μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K为35～40μm。
所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤中，在光波长为1.55μm时，光信号传输100km后，相邻少模纤芯的芯间串扰小于-20dB，任意传输模式之间的有效折射率差均大于1×10-3，有效的抑制了不同模式之间的串扰。
所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤中，在光波长为1.55μm时，各个传输模式的差分模式群时延小于20ps/m。
所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤中，各个传输模式的有效模场面积均大于90μm2。
与现有技术相比，本发明设计的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其优势在于：
(1)和传统多芯单模光纤相比，本发明通过在纤芯周围较大的空气孔来增强对光信号的约束，极大的减小了芯间串扰，不同传输模式之间的有效折射率差均大于1×10-3，同时拥有较低的差分模式群时延，有效的抑制了不同模式之间的模间串扰。
(2)采用优化设置少模纤芯直径、第一空气孔直径和第二空气孔直径关系，以及第二空气孔位置的设计方法来进一步控制光纤的芯间串扰，实现多芯少模光纤的低串扰设计。
(3)采用异形空气孔辅助结构，每个空气孔均互相连通，结构相对简单，有效降低了制备预制棒时的技术难度。
(4)采用异形空气孔辅助结构的多芯少模光纤，在满足通信要求，保证传输容量的基础上，光纤的直径仅为125μm，与传统的单模光纤直径相同，有效的控制了光纤尺寸。
附图说明
图1为本发明实施例1中“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤截面示意图；
图2为本发明实施例1中“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤在X轴折射率分布示意图；
图3为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤LP01传输模式图；
图4为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤LP11传输模式图；
图5为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤LP21传输模式图；
图6为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤LP02传输模式图；
图7为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤LP31传输模式图；
图8为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随着传输距离的变化；
图9为本发明实施例1中LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式有效折射率随波长的变化；
图10为本发明实施例1中的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤差分模式群时延(MDGD)随波长的变化；
图11为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤的串扰随着纤芯直径d的变化；
图12为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤的串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图13为“三叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤截面示意图；
图14为“三叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图15为“五叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤截面示意图；
图16为“五叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图17为“六叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤截面示意图；
图18为“六叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图19为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第一空气孔和第二空气孔直径相同光纤截面图；
图20为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第一空气孔和第二空气孔直径相同光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图21为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第一空气孔是第二空气孔直径3倍光纤截面图；
图22为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第一空气孔是第二空气孔直径3倍光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图23为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第二空气孔圆心位于第一空气孔内光纤截面图；
图24为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第二空气孔圆心位于第一空气孔内光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图25为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第二空气孔圆心位于第一空气孔圆周上光纤截面图；
图26为“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，且第二空气孔圆心位于第一空气孔圆周上光纤串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
图27为对比例1的一个圆形空气孔辅助的多芯少模光纤截面图；
图28为对比例1的一个圆形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化；
以上图中，其中，1为少模纤芯，2为包层，3为异形空气孔，301为第一空气孔，302为第二空气孔，4为完美匹配层。
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。
实施例1
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，具体提供了一种“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图1所示，本实施例光纤包括光纤中心的挖孔部分和空气孔外部的包层和少模纤芯部分，挖孔部分为异形空气孔，中心的第一空气孔直径为a＝50μm，在第一空气孔外层设置四个第二空气孔，并且第二空气孔的圆心位于第一空气孔的外部，且第一空气孔和第二空气孔重合，第二空气孔的直径为b＝25μm，外层第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离为c＝30μm，少模纤芯直径d＝15μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K＝40μm；在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
所述少模纤芯采用的为掺锗的石英材料，折射率为nco＝1.4567，包层为纯石英材料，折射率是ncl＝1.444；少模纤芯与包层相对折射率差Δ1＝(1.4567-1.444)×100％为1.27％，异形空气孔折射率为1，其在X轴折射率分布示意图见图2。以上所述都是在光波长为1550nm时的折射率。
本实施例的一种具有“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，在1.55μm波长时，相邻纤芯之间LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的芯间串扰分别为-143.1dB、-154.7dB、-148.4dB、-128.3dB、-73.4dB。
本实施例的一种具有“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，在各个传输模式的的图见图3-图7，通过图3(LP01传输模式)、图4(LP11传输模式)、图5(LP21传输模式)、图6(LP02传输模式)、图7(LP31传输模式)可以看出“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤至少可以传输5种模式。
并且，根据研究本实施例的“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随着传输距离的变化见图8，通过图8说明光信号在纤芯中传输100km后，相邻少模纤芯的芯间串扰小于-50dB。
“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤的串扰随着纤芯直径d的变化见图11，说明随着纤芯直径增大，纤芯对光信号的束缚能力增强，LP21、LP02和LP31模式的串扰逐渐减小，LP01和LP11模式的串扰相比其他模式更低。
“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤的串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图12，说明五种模式的串扰均处于较低的水平。
实施例1中LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式有效折射率随波长的变化见图9，图9说明随着光波长的增加，不同模式的有效折射率逐渐减小。
本实施例各传输模式间的差分模式群时延(DMGD)为每个高阶模式的群时延与基模的群时延之差，在光波长为1.55μm时，LP11、LP21、LP02、LP31与LP01的差分模式群时延分别为5.3ps/m，11.5ps/m，12.4ps/m，17.4ps/m，并且，本实施例还研究了“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤差分模式群时延(MDGD)随波长的变化(见图10)，通过图10说明随着光波长的增加，差分模式群时延(MDGD)也逐渐增加。
本实施例在光波长为1.55μm时，LP01、LP11、LP21、LP02和LP31的有效模场面积分别为120.6μm2，169.3μm2，181.4μm2，107.4μm2，195.4μm2。
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其异形空气孔部分通过打孔法制造，使得每个空气孔之间均互相连通，构成“四叶草”形空气孔辅助结构。少模纤芯部分也是通过打孔法制造的，通过在用于设置少模纤芯的空气孔中插入掺锗棒构成多芯少模光纤的少模纤芯。考虑到掺锗棒在制造时外部会保留一层石英材料，所以在对少模纤芯部分进行打孔时，用于设置少模纤芯的空气孔直径应当比设计的少模纤芯直径略大一些，才能使掺锗棒直径和用于设置少模纤芯的空气孔直径相匹配。
实施例2
本实施例提供一种具有“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，本实施例光纤包括光纤中心的挖孔部分和空气孔外部的包层和少模纤芯部分，挖孔部分为异形空气孔，光纤截面中心的第一空气孔直径为a＝50μm，在第一空气孔外层设置四个第二空气孔，并且第二空气孔的圆心位于第一空气孔的外部，且第一空气孔和第二空气孔重合，第二空气孔的直径为b＝25μm，外层第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离为c＝30μm，少模纤芯直径d＝14μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K＝40μm；在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
所述少模纤芯采用的为掺锗的石英材料，折射率为nco＝1.4563，包层为纯石英材料，折射率是ncl＝1.444，少模纤芯与包层相对折射率差Δ1＝1.4563-1.444为1.23％，异形空气孔折射率为1。以上所述都是在光波长为1550nm时的折射率。
在光波长为1.55μm时，相邻纤芯五个模式的芯间串扰分别为为-142.8dB，-147.1dB，-130.1dB，-103.5dB，-26.2dB。LP11、LP21、LP02、LP31与LP01模式的差分模式群时延分别为5.4ps/m，11.2ps/m，10.9ps/m，14.5ps/m。
本实施例在光波长为1.55μm时，LP01、LP11、LP21、LP02和LP31的有效模场面积分别为108.4μm2，153.7μm2，168.5μm2，103.1μm2，194.4μm2。
与实施例1相比，实施例2的少模纤芯有效折射率降低，直径减小，对光信号的约束能力减弱，相邻纤芯五个模式的芯间串扰增大。
实施例3
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其是一种“三叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图13所示，包括包层和设置在包层内的少模纤芯和异形空气孔，其中，异形空气孔辅助的多芯少模光纤为阶跃式分布的折射率结构，少模纤芯的材料选用掺锗的石英玻璃，包层选用的是纯石英玻璃，少模纤芯的折射率>包层的折射率>空气孔折射率，光纤截面旋转对称。
异形空气孔位于光纤截面中心，本实施例的异形空气孔由四个空气孔组成，其中直径为50μm的第一空气孔位于光纤中心，其余三个直径为18μm的第二空气孔均匀分布在中心第一空气孔边缘，每个空气孔之间均互相连通，组成了形似“三叶草”的空气孔结构。每一个少模纤芯均设置在相邻的两个外部第二空气孔之间，少模纤芯支持至少两个模式传输。
本实施例的异形空气孔辅助的多芯少模光纤光纤直径D＝125μm，纤芯直径d为14μm，中心的第一空气孔直径a＝50μm，外层第二空气孔的直径b＝18μm，外层第二空气孔的中心到光纤截面中心的距离c＝28μm，纤芯的中心到光纤截面中心的距离K为35μm。
该“三叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图14，通过图14说明LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的串扰均低于-70dB。
实施例4
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其是一种“五叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图15所示，包括包层和设置在包层内的少模纤芯和异形空气孔，其中，异形空气孔辅助的多芯少模光纤为阶跃式分布的折射率结构，少模纤芯的材料选用掺锗的石英玻璃，包层选用的是纯石英玻璃，少模纤芯的折射率>包层的折射率>空气孔折射率，光纤截面旋转对称。
异形空气孔位于光纤截面中心，本实施例的异形空气孔由六个空气孔组成，其中直径为50μm的第一空气孔位于光纤中心，其余五个直径为18μm的第二空气孔均匀分布在中心第一空气孔边缘，每个空气孔之间均互相连通，组成了形似“五叶草”的空气孔结构。每一个少模纤芯均设置在相邻的两个外部第二空气孔之间，少模纤芯支持多个模式传输。
本实施例的异形空气孔辅助的多芯少模光纤光纤直径D＝125μm，纤芯直径d为14μm，中心的第一空气孔直径a＝50μm，外层第二空气孔的直径b＝18μm，外层第二空气孔的中心到光纤截面中心的距离c＝30μm，纤芯的中心到光纤截面中心的距离K为35μm。
该“五叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图16。
实施例5
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其是一种“六叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图17所示，包括包层和设置在包层内的少模纤芯和异形空气孔，其中，异形空气孔辅助的多芯少模光纤为阶跃式分布的折射率结构，少模纤芯的材料选用掺锗的石英玻璃，包层选用的是纯石英玻璃，少模纤芯的折射率>包层的折射率>空气孔折射率，光纤截面旋转对称。
异形空气孔位于光纤截面中心，本实施例的异形空气孔由七个空气孔组成，其中直径为50μm的第一空气孔位于光纤中心，其余六个直径为18μm的第二空气孔均匀分布在中心第一空气孔边缘，每个空气孔之间均互相连通，组成了形似“六叶草”的空气孔结构。每一个少模纤芯均设置在相邻的两个外部第二空气孔之间，少模纤芯支持多个模式传输。
本实施例的异形空气孔辅助的多芯少模光纤光纤直径D＝125μm，纤芯直径d为14μm，中心的第一空气孔直径a＝50μm，外层第二空气孔的直径b＝18μm，外层第二空气孔的中心到光纤截面中心的距离c＝30μm，纤芯的中心到光纤截面中心的距离K为35μm。
该“六叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图18。
通过对比实施例3，实施例4和实施例5的串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化可知，随着少模纤芯数量的增加，串扰也在增加。
实施例6
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，具体提供了一种“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图19所示，本实施例光纤包括光纤中心的挖孔部分和空气孔外部的包层和少模纤芯部分，挖孔部分为异形空气孔，中心的第一空气孔直径为a＝32μm，在第一空气孔外层设置四个第二空气孔，并且第二空气孔的圆心位于第一空气孔的外部，且第一空气孔和第二空气孔重合，第二空气孔的直径为b＝32μm，其和第一空气孔的直径相同，外层第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离为c＝28μm，少模纤芯直径d＝15μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K＝40μm；在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
所述少模纤芯采用的为掺锗的石英材料，折射率为nco＝1.4567，包层为纯石英材料，折射率是ncl＝1.444；少模纤芯与包层相对折射率差Δ1＝(1.4567-1.444)×100％为1.27％，异形空气孔折射率为1，以上所述都是在光波长为1550nm时的折射率。
该“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，第一空气孔和第二空气孔直径相同，其串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图20，通过图20说明LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的串扰均低于-80dB。
实施例7
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，具体提供了一种“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图21所示，本实施例光纤包括光纤中心的挖孔部分和空气孔外部的包层和少模纤芯部分，挖孔部分为异形空气孔，中心的第一空气孔直径为a＝54μm，在第一空气孔外层设置四个第二空气孔，并且第二空气孔的圆心位于第一空气孔的外部，且第一空气孔和第二空气孔重合，第一空气孔的直径a为第二空气孔直径b＝18μm的三倍，外层第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离为c＝30μm，少模纤芯直径d＝15μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K＝40μm；在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
所述少模纤芯采用的为掺锗的石英材料，折射率为nco＝1.4567，包层为纯石英材料，折射率是ncl＝1.444；少模纤芯与包层相对折射率差Δ1＝(1.4567-1.444)×100％为1.27％，异形空气孔折射率为1，以上所述都是在光波长为1550nm时的折射率。
该“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，第一空气孔直径为第二空气孔直径三倍，其串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图22，通过图22说明LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的串扰均低于-50dB。
实施例8
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，具体提供了一种“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图23所示，本实施例光纤包括光纤中心的挖孔部分和空气孔外部的包层和少模纤芯部分，挖孔部分为异形空气孔，中心的第一空气孔直径为a＝50μm，在第一空气孔外层设置四个第二空气孔，并且第二空气孔的圆心位于第一空气孔的内部，且第一空气孔和第二空气孔重合，第二空气孔的直径为b＝18μm，外层第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离为c＝22μm，少模纤芯直径d＝15μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K＝35μm；在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
所述少模纤芯采用的为掺锗的石英材料，折射率为nco＝1.4567，包层为纯石英材料，折射率是ncl＝1.444；少模纤芯与包层相对折射率差Δ1＝(1.4567-1.444)×100％为1.27％，异形空气孔折射率为1，以上所述都是在光波长为1550nm时的折射率。
该“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，第二空气孔圆心位于第一空气孔内部，其串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图24，通过图24说明LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的串扰均低于-20dB。
实施例9
本实施例的一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，具体提供了一种“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图25所示，本实施例光纤包括光纤中心的挖孔部分和空气孔外部的包层和少模纤芯部分，挖孔部分为异形空气孔，中心的第一空气孔直径为a＝50μm，在第一空气孔外层设置四个第二空气孔，并且第二空气孔的圆心位于第一空气孔的圆周上，且第一空气孔和第二空气孔重合，第二空气孔的直径为b＝18μm，外层第二空气孔的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离为c＝25μm，少模纤芯直径d＝15μm，少模纤芯的中心到异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心的距离K＝35μm；在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
所述少模纤芯采用的为掺锗的石英材料，折射率为nco＝1.4567，包层为纯石英材料，折射率是ncl＝1.444；少模纤芯与包层相对折射率差Δ1＝(1.4567-1.444)×100％为1.27％，异形空气孔折射率为1，以上所述都是在光波长为1550nm时的折射率。
该“四叶草”形空气孔辅助的多芯少模光纤，第二空气孔的圆心位于第一空气孔的圆周上，其串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图26，通过图26说明LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的串扰均低于-35dB。
通过对比实施例8和实施例9的串扰随着少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化可知，第二空气孔的圆心远离第一空气孔圆心时串扰降低。
对比例1
本对比例的一种圆形空气孔辅助的多芯少模光纤，其光纤截面图如图27所示，和实施例1相比，其区别技术特征为：挖孔区域为一个圆形空气孔，圆形空气孔的直径为50μm，一个圆形空气孔辅助的多芯少模光纤串扰随少模纤芯的中心到光纤截面中心的距离K的变化见图28，说明LP01、LP11、LP21、LP02和LP31模式的串扰均低于-5dB。根据对比，说明本发明设置异形空气孔，具有可以有效降低芯间串扰的特点。

Claims (10)

1.一种异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤包括异形空气孔、包层和少模纤芯，异形空气孔位于整个异形空气孔辅助的多芯少模光纤截面中心，异形空气孔由一个第一空气孔和均布在第一空气孔外周的数个第二空气孔组成，每个空气孔均互相连通，包层设置在异形空气孔外周，在包层内均布有少模纤芯，并且两个相邻第二空气孔之间设置一个少模光纤。
2.根据权利要求1所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，第一空气孔的直径为第二空气孔直径的1~3倍。
3.根据权利要求1所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，第一空气孔和第二空气孔重叠。
4.根据权利要求3所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，第二空气孔的圆心位于第一空气孔圆周外。
5.根据权利要求1所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，异形空气孔辅助的多芯少模光纤的截面呈旋转对称。
6.根据权利要求1所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，第二空气孔的个数为3~6个。
7.根据权利要求1所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤为阶跃式分布的折射率结构，其中，少模纤芯的折射率>包层的折射率>异形空气孔的折射率；其中，少模纤芯折射率和包层折射率之差为1.2%~1.5%。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤中，在光波长为1.55μm时，光信号传输100km后，相邻少模纤芯的芯间串扰小于-20dB，任意传输模式之间的有效折射率差均大于1×10-3。
9.根据权利要求1~7任意一项所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤中，在光波长为1.55μm时，各个传输模式的差分模式群时延小于20ps/m。
10.根据权利要求1~7任意一项所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤，其特征在于，所述的异形空气孔辅助的多芯少模光纤中，各个传输模式的有效模场面积均大于90μm2。
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