李增辉 李曙光† 李建设 王璐瑶 王晓凯王彦 龚琳 程同蕾

1) (燕山大学理学院, 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 河北省微结构材料物理重点实验室, 秦皇岛 066004)

2) (燕山大学信息科学与工程学院, 秦皇岛 066004)

3) (东北大学信息科学与工程学院, 流程工业综合自动化国家重点实验室, 沈阳 110004)

信息化对高速大容量光纤网络的需求日益强烈, 空分/模分复用是继波分复用之后可使通信容量翻倍的新一代光纤通信技术.本文提出了一种双沟槽环绕型十三芯五模光纤, 以满足未来对高速大容量信息传输的需求.针对空分-模分复用中降低串扰的目标设计优化光纤, 采用双沟槽环绕结构, 将光能量更好地限制在纤芯内, 从而减小芯间和模间串扰.利用全矢量有限元法与功率耦合理论相结合计算并分析多芯光纤的串扰和传输特性.经过优化结构参数, 可使光纤在1.3—1.7 µm波段内稳定传输LP01, LP11, LP21, LP02, 和LP31 5个模式; 信号在1.55 µm波长处传输60 km时, 对应于以上5个模式相邻纤芯的芯间串扰分别为–122.37,–114.76, –106.28, –100.68, –92.81 dB, 相邻模式之间的有效折射率差大于1.026 × 10–3, 芯间和模间串扰可以被有效抑制; 5个模式对应的非线性系数分别为0.74, 0.82, 0.88, 1.26, 0.93 W–1·km–1, 均可保持低非线性传输.该光纤结构简单紧凑, 可利用气相沉积法和堆叠法制备预制棒, 进一步拉制成具有低串扰低非线性的十三芯五模光纤, 可应用于长距离高速大容量光纤传输系统.

1 引 言

随着社会信息传输量的猛烈增长, 传统光纤已经逼近其传输上限, 已无法满足……