基于空分復用的少模光纖色散特性及模式轉換器研究.pdf

1、在過去二十年里，單模光纖傳輸容量增長了近三個數量級，已經接近其容量極限。光纖的非線性效應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最直接有效的方法。使用選擇性模式激勵技術，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。
　　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構參數的

2、關系，比較了大模場光纖中這兩種模式的色散特性。結果表明，少模光纖的LP01模無法實現色散平坦傳輸，而通過光纖結構參數調節(jié)，其LP11模能夠實現色散平坦傳輸，且具有大模場和低彎曲損耗傳輸的特點。
　　空分復用技術被認為是打破單模光纖傳輸極限最具前景的方法之一?？辗謴陀眉夹g是指分割空間構成不同信道的一種復用方法?？辗謴陀眉夹g主要包括基于多模光纖或少模光纖的模分復用技術和基于多芯光纖的復用技術?？辗謴陀孟到y(tǒng)中需將傳輸信號轉換為高階模，如

3、何實現高效、寬帶的模式轉換已成為一個研究熱點。本文還提出了一種新型全光纖LP02模寬帶模式轉換器。采用雙芯光纖的設計，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模轉換為LP11模，再將LP11模轉換為LP02模，實現寬帶模式轉換。采用光束傳播法和模式耦合理論分析了光纖參數對有效折射率的影響，選擇了合適的光纖參數實現模式匹配，分析了纖芯距離等參數對模式轉換效率和帶寬的影響，并對此結構進行優(yōu)化設計。比較了同樣光纖參數