Page 34 - 网络电信2020年10月刊上

光 通 信

图5 单环阶跃型ＯＡＭ光纤模式传输结果 图7 每个环内模式间有效折射率差

图6 3环ＯＡＭ光纤设计参数

图8 3环型光纤端面检测图

2、多环芯结构光纤研究
为了进一步提高单根光纤中支持oam模式的数量，本文结 图9 同轴3环光纤传输后，输出的96个ＯＡＭ模态的模场分布图及干
合空分复用理念，设计了3环oam光纤结构，3个环芯分别支持 涉图
0～±2、0～±2和0～±5阶oam传输，总共支持36个有效oam通
道。具体的光纤结构参数和设计结果如图6所示，图中，r1为光
纤几何中心至第1芯层内边缘的距离；r2为光纤几何中心至第
1芯层外边缘的距离；r3为光纤几何中心至第2芯层内边缘的距
离；r4为光纤几何中心至第2芯层外边缘的距离；r5为光纤几何
中心至第3芯层内边缘的距离；r6为光纤几何中心至第3芯层外
边缘的距离。每个环模式间的有效折射率差如图7所示。
结合优化的沉积参数和材料配方，团队实现了纤维轮廓
的精确控制，可准确地实现在光纤包层中具有环形芯结构的制
造，该技术有利于具有较高有效折射率差的光纤波导结构实
现。同时，系统性地研究多环芯光纤的制备工艺技术，通过控
制纤芯折射率的波动并减小光纤内应力，解决了光纤性能的脆
弱性问题，成功制备了结构均匀度高的大尺寸环形芯光纤。光
纤实物端面如图8所示。
可以传输±10～±20阶共44个不同的oam模态。测量所得的96个
测量系统对2ｍ的同轴3环光纤传输特性进行了测量分析，
OAM模态的模场分布图和干涉图如图9所示。
结合左旋和右旋两个偏振态，在1.55μm波长处共实现了96个
OAM模态的传输。其中内环可以传输0～±4阶共16个不同的OAM 二、特殊波导oam－保偏型环形芯光纤研究
模态；中环可以传输±6～±14阶共36个不同的OAM模态；外环

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