具有混合形状空气孔的OAM传输光纤设计研究
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

(宜春学院,物理科学与工程技术学院,电子信息工程系,江西,宜春 336000)

作者简介:

王霏(1983-),女,江西鄱阳人,硕士,讲师,主要从事 计算机通信及应用领域方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(11664043,2)和江西省教育厅科技项目(GJJ190862)资助项目 (宜春学院,物理科学与工程技术学院,电子信息工程系,江西,宜春 336000)


Design and performance of fiber with hybrid shape air holes for OAM mode transmi ssion
Author:
Affiliation:

(College of physics science and engineering technology,Yichun University,Yich un,Jiangxi,336000)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    本文提出了一种新型轨道角动量模(OAM)传输 的光子晶体光纤(PCF)结构,该光纤 由最中心空气孔、高折射率环形层和外包层构成,其中外包层由一圈椭圆形空气孔和多圈呈 周期排列的扇形空气孔共同组成,无需通过额外的掺杂,就可以使中心空气孔和外包层空气 孔之间形成一个用来传输OAM光束的等效高折射率环形区。通过对该PCF的传输特性进行仿真 分析,发现在1.55μm处,各模式的限制损耗维持在10-6 dB/m-10 -10 dB/m,在C波段的色散值均维持在310ps/(nm×km)以下,HE2,1模在1.55μm-1.6 μm波段内 的色散变化为3.1 ps/(nm×km)。在1.55 μm处最大的Δnneff 能够达到4.83×10-3,大的有效折射率差可有效地抑制了 模式间 的简并,避免HE模和EH模耦合成LP模。验证了该光纤具有大带宽、小而平坦色散、大有效折 射率差、低限制损耗和低非线性系数等优良性能。在1.25μm-2.0μm波段内共可以支持34个OAM模式的有效 传输,每个模态都可作为独立的信道传递信息,适合用于大量数据的传输,大幅提高了光通 信的系统容量和频谱效率。

    Abstract:

    This paper proposes a new photonic crystal fiber (PCF) structure for or bital angular momentum mode transmission.The fiber consists of a central air hol e,a high refractive index annular zone and a cladding.The cladding layer is com posed of a circleof elliptical air holes and several circles of fan-shaped air h oles which are arranged in a periodic manner.Without additional doping,a high refractive index annular region can be formed between the central air hole and t he cladding air hole to transmit OAM beams.The transmission characteristics of the PCF have been simulated by based on the finite element method.It is found t hat the limiting loss of each mode is maintained at 10-6 dB/m~10-10 dB/m at 1.55μm.The dispersion values of all modes in C-band are kept belo w 310ps/(nm×km) ,and the dispersion change of HE2,1modes in 1.5μm~1.6μm band is 3.31ps/(nm ×km).The maximum Δnneff at 1.55μm can reach 4.83×10-3.Large effective refrac tive index difference can effectively restrain the degeneracy between modes and avoid coupling of HE and EH modes into LP mode.It is verified that the proposed fiber has good properties such as wide bandwidth,large effective refractive in dex difference,small and flat dispersion,low limiting loss and low non-linear coefficient.A total of 34OAM modes can be effectively transmitted in the 1.25μm~2μm band.Each mode can be used as an independent channel to transmit infor mation.It can transmit a large amount of data in a short distance,which may gr eatly improve the system capacity and spectral efficiency of the optical communi cation system.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王霏,肖平平.具有混合形状空气孔的OAM传输光纤设计研究[J].光电子激光,2020,31(3):254~261

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2019-11-21
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2020-05-29
  • 出版日期:
文章二维码