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一种基于三芯光子晶体光纤的宽带模分复用器的设计与研究 被引量：3
1
作者 王晓凯 李建设 +7 位作者 李曙光 郭英 孟潇剑 汪国瑞 王璐瑶 李增辉 赵原源 丁钰鑫 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期118-128,共11页
本文提出了一种基于非对称三芯光子晶体光纤的宽带模分复用器.该器件主要是由位于光纤中心的可提供基模和高阶模传输的中心纤芯和分别位于中心纤芯两侧的可提供基模传输的2个旁芯构成.根据光耦合理论,在输入端对3个纤芯分别输入LP_(01)... 本文提出了一种基于非对称三芯光子晶体光纤的宽带模分复用器.该器件主要是由位于光纤中心的可提供基模和高阶模传输的中心纤芯和分别位于中心纤芯两侧的可提供基模传输的2个旁芯构成.根据光耦合理论,在输入端对3个纤芯分别输入LP_(01)模式的光,在传输过程中左旁芯的LP_(01)模式的光将逐步向中心纤芯耦合并转换为LP_(21)模式传输,而右旁芯中的LP_(01)模式的光则逐步耦合并转换为中心纤芯中的LP_(31)模式来传输.通过对光纤结构的优化设计和光纤长度的选择,使得在输出端同时完成旁芯LP_(01)模向中心纤芯LP_(21)和LP_(31)模的最佳转换,从而实现LP_(01)、LP_(21)和LP_(31)3种模式的光在中心纤芯中的复用.反之,若将该器件的输出端用作输入端则可以实现中心纤芯中3种模式的光向3个纤芯的解复用.本文利用有限元法和光束传播法进行了优化设计和仿真,并将光耦合理论与超模理论相结合进行了分析计算,结果表明在1.49—1.63μm的波段下,该器件插入损耗最高为0.72 dB,在中心波长1.55μm处器件插入损耗为最低值0.543 dB,远低于大家普遍采用的1 dB插入损耗的评价标准.较低的插入损耗也为级联型多芯光子晶体光纤模分复用器设计提供了可能.与现有的模分复用方案相比,该器件的集成性更高,受外界影响更小,与多芯空分复用光纤搭配使用,可以更好地提高模式转换效率和模式纯度,降低耦合复杂度,拓展通信容量. 展开更多
关键词 模分复用器 光子晶体光纤 插入损耗 超模
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基于五芯光子晶体光纤的超大带宽低损耗新型模分复用器/解复用器
2
作者 惠战强 李泽林 +1 位作者 韩冬冬 李田甜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期47-58,共12页
提出了一种基于五芯光子晶体光纤的新型模分复用器/解复用器(MUX/DMUX)。采用本征模有限差分法和本征模展开法对MUX/DMUX的结构参数进行了优化。数值模拟结果表明,该器件能够以超低的插入损耗(IL)在主芯中同时复用/解复用LP_(01)、LP_(... 提出了一种基于五芯光子晶体光纤的新型模分复用器/解复用器(MUX/DMUX)。采用本征模有限差分法和本征模展开法对MUX/DMUX的结构参数进行了优化。数值模拟结果表明,该器件能够以超低的插入损耗(IL)在主芯中同时复用/解复用LP_(01)、LP_(11)、LP_(21)、LP_(31)和LP_(12)5种模式。当输入光中心波长为1.55μm时,器件的模式转换效率大于96.7%,IL小于0.15 dB。所提出的MUX/DMUX结构紧凑,长度仅为1.84 mm。此外,该器件可以在620 nm(1.33~1.95μm,覆盖E、S、C、L、U波段)的超宽带内以小于-11.34 dB的串扰高效工作,在未来的模分复用系统中具有巨大应用潜力。 展开更多
关键词 模分复用器/解复用器 多芯光子晶体光纤 模式耦合效率 插入损耗
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一种大有效模面积的折射率渐变型模分复用器研究
3
作者 刘倩倩 郑宏军 +2 位作者 黎昕 白成林 胡卫生 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1180-1185,共6页
提出了一种大有效模面积的折射率渐变型分布模式信道的新型6模式复用器,采用光束传播法和全矢量有限元方法研究了模分复用器的性能指标。结果表明,本文复用器实现了折射率渐变型分布、大有效模场面积、低非线性系数、高耦合效率和宽工... 提出了一种大有效模面积的折射率渐变型分布模式信道的新型6模式复用器,采用光束传播法和全矢量有限元方法研究了模分复用器的性能指标。结果表明,本文复用器实现了折射率渐变型分布、大有效模场面积、低非线性系数、高耦合效率和宽工作波段6模式复用解复用操作;在1 450~1 650nm工作波段,模分复用器耦合效率优于-0.449dB,模式LP_(01)、LP_(11a)、LP_(11b)、LP_(21a)和LP_(21b)耦合效率分别优于0、-0.018、-0.018、-0.449和-0.036dB,呈现出平坦特性;在C波段内,模分复用器耦合效率呈现出更好的平坦特性,所有模式对应的平坦度均优于0.066dB;在1 550nm,所有模式的有效面积均大于标准单模光纤(SMF)的14.9倍,非线性系数均远小于标准SMF。 展开更多
关键词 模分复用器 有效模场面积 非线性系数 折射率渐变型分布 光束传播法
原文传递
波分-模分复用/解复用器的设计和性能分析 被引量：2
4
作者 柳璐 陈鹤鸣 《光通信研究》 北大核心 2018年第3期32-35,47,共5页
为了进一步提高通信容量,提出一种基于光子晶体的波分-模分混合复用/解复用器。该器件由4个组合谐振腔、4个波长选择反射微腔以及一对用于模式转换的非对称平行波导组成,通过调节微腔的半径和折射率以及非对称平行波导的宽度和耦合长度... 为了进一步提高通信容量,提出一种基于光子晶体的波分-模分混合复用/解复用器。该器件由4个组合谐振腔、4个波长选择反射微腔以及一对用于模式转换的非对称平行波导组成,通过调节微腔的半径和折射率以及非对称平行波导的宽度和耦合长度实现波分-模分复用和解复用。利用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明,该器件可以实现1 530、1 550nm的TE_0模和TE1模4个信道的波分-模分复用和解复用,其插入损耗<0.11dB,信道串扰<-16dB,可以满足现如今大容量光通信系统的要求。 展开更多
关键词 光子晶体 波分-模分复用/解复用器 时域有限差分法 组合谐振腔
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基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器研究
5
作者 刘莲香 陈鹤鸣 《光通信技术》 北大核心 2020年第5期28-32,共5页
为了进一步提高光通信系统的传输容量,提出了一种基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器,该器件由3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、单模波导、多模波导和锥形渐变耦合波导组成。采用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结... 为了进一步提高光通信系统的传输容量,提出了一种基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器,该器件由3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、单模波导、多模波导和锥形渐变耦合波导组成。采用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波,利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明:该器件可以实现1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和1550 nm TE2模6个信道的波分—模分复用和解复用,其插入损耗<0.127 dB,信道串扰<-15.19 dB。 展开更多
关键词 光子晶体 耦合模理论 时域有限差分法 锥形渐变耦合波导 波分—模分混合复用/解复用器
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模分复用系统中少模复用（解复用）技术研究 被引量：1
6
作者 董秋焕 刘阳 +4 位作者 郑宏军 黎昕 白成林 胡卫生 陈南光 《聊城大学学报（自然科学版）》 2020年第2期50-67,共18页
近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复... 近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器(LCOS-based SLM)的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点. 展开更多
关键词 模分复用 模分复用解复用器 少模光纤 光子灯笼
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少模光纤强耦合通信系统中的关键器件综述 被引量：2
7
作者 徐思聪 周雯 余建军 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第23期64-77,共14页
基于少模光纤的空分复用(SDM)技术是一种能将现有单模光纤通信系统的容量提高数十倍的关键技术,作为一种克服传统单模光纤通信系统容量瓶颈的有效手段,值得深入研究。本综述介绍了基于强耦合的少模光纤模分复用中的复用/解复用器、光纤... 基于少模光纤的空分复用(SDM)技术是一种能将现有单模光纤通信系统的容量提高数十倍的关键技术,作为一种克服传统单模光纤通信系统容量瓶颈的有效手段,值得深入研究。本综述介绍了基于强耦合的少模光纤模分复用中的复用/解复用器、光纤放大器、少模光纤、光传输系统集成器件的关键技术及研究进展,介绍了部分较为经典的或是最新的强耦合少模光纤复用光传输系统的实验,并探讨了模分复用光传输系统的未来研究方向。 展开更多
关键词 空分复用 强耦合 少模光纤 模分复用器 少模光纤放大器 集成器件
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