基于空分復(fù)用的少模光纖色散特性及模式轉(zhuǎn)換器研究.pdf

1、在過去二十年里，單模光纖傳輸容量增長了近三個數(shù)量級，已經(jīng)接近其容量極限。光纖的非線性效應(yīng)是限制光纖傳輸容量的重要因素之一，采用大模場光纖是減少光纖非線性效應(yīng)最直接有效的方法。使用選擇性模式激勵技術(shù)，可以使少模光纖以單模方式傳輸，在長距離傳輸中能夠有效降低非線性效應(yīng)。
　　在光纖傳輸系統(tǒng)中，色散特性是決定傳輸性能的一個重要因素。本文首先研究了少模大模場光纖的色散特性。采用有限元法分析了LP01模和LP11模的色散曲線與光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)的

2、關(guān)系，比較了大模場光纖中這兩種模式的色散特性。結(jié)果表明，少模光纖的LP01模無法實現(xiàn)色散平坦傳輸，而通過光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)節(jié)，其LP11模能夠?qū)崿F(xiàn)色散平坦傳輸，且具有大模場和低彎曲損耗傳輸?shù)奶攸c。
　　空分復(fù)用技術(shù)被認(rèn)為是打破單模光纖傳輸極限最具前景的方法之一?？辗謴?fù)用技術(shù)是指分割空間構(gòu)成不同信道的一種復(fù)用方法?？辗謴?fù)用技術(shù)主要包括基于多模光纖或少模光纖的模分復(fù)用技術(shù)和基于多芯光纖的復(fù)用技術(shù)。空分復(fù)用系統(tǒng)中需將傳輸信號轉(zhuǎn)換為高階模，如

3、何實現(xiàn)高效、寬帶的模式轉(zhuǎn)換已成為一個研究熱點。本文還提出了一種新型全光纖LP02模寬帶模式轉(zhuǎn)換器。采用雙芯光纖的設(shè)計，基于模式匹配原理，并利用LP11模作為中間過渡模式，即先將LP01模轉(zhuǎn)換為LP11模，再將LP11模轉(zhuǎn)換為LP02模，實現(xiàn)寬帶模式轉(zhuǎn)換。采用光束傳播法和模式耦合理論分析了光纖參數(shù)對有效折射率的影響，選擇了合適的光纖參數(shù)實現(xiàn)模式匹配，分析了纖芯距離等參數(shù)對模式轉(zhuǎn)換效率和帶寬的影響，并對此結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。比較了同樣光纖參數(shù)