面向轨道角动量信号传输与放大的环形纤芯结构光纤设计与制备技术研究

论文摘要

随着物联网,云计算应用程序的发展以及大型数据中心的出现,全球网络流量快速增长态势加剧。因此满足不断提高的通信系统容量需求,已经成为光通信中迫切需要解决的关键问题。光子轨道角动量（Orbital Angular Momentum, OAM）这一尚未规模化应用的电磁波参数维度（也称为"涡旋光"）,是目前的研究热点之一。与LP模式不同,OAM模式是正交各向异性的。这意味着引入OAM尺寸原则上不会妨碍继续使用现有通信系统,有望突破现有的光纤通信的容量极限。本文探讨OAM信号传输光纤的设计与制备技术,满足大幅度提高通信系统频谱效率和容量对特殊光纤的需求。我们模拟和评估了OAM模式在不同波导结构的光纤中的模式特性和传播效果。实现包括支持2km传输OAM模式（l=0,±1,±2阶）的阶跃环形光纤,支持50km传输28个有效OAM通道的渐变折射率单环芯层OAM光纤（OAM模间耦合<-23 dB/km,插损<0.34dB/km）,和支持96个有效OAM通道的三环芯层结构OAM传输光纤。同时为了解决高阶OAM模式传输光纤中的大损耗和不稳定性,以及中继放大的问题,研究了掺Er型OAM增益光纤的制造技术。并通过理论分析,数值模拟和实验实现,探索研究了光子晶体型OAM传输光纤、保偏型OAM传输光纤等支持更多OAM模式稳定传输的光纤制备技术。

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文章来源

类型: 国内会议

作者: 杜城,罗文勇,李尚远,李伟,柯一礼,何晴,戚卫

关键词: 光子轨道角动量,渐变环形光纤,掺铒光纤,光子晶体光纤

来源: 光纤材料产业技术创新战略联盟一届九次理事会暨技术交流会 2019-10-25

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 清华大学电气工程系清华信息科学与技术国家重点实验室

分类号: TN253

页码: 32-39

总页数: 8

文件大小: 999k

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