本发明专利技术涉及一种三环形芯的少模光纤；其横截面包括纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯；三个圆环芯的大小相同、折射率分布相同，而且相邻间隔很小；三个环形芯中的光纤模式出现强耦合，形成更大有效面积的超模，从而减小光纤传输中的非线性效应；光纤中传输电磁场的模场特性可以通过改变这些圆环尺寸、位置和折射率分布来改变。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】所属
本专利技术涉及一种三环形芯的少模光纤，可应用于光纤光学、光纤通信、光纤无线接入和光学信息处理等领域。
技术介绍
云计算、大数据和流媒体等所引发的各种业务流量爆炸式增长，世界各个国家相继制定了国家宽带战略，光纤通信容限面临趋近仙农极限的限制，其发展迎来了前所未有的机遇和挑战。近年来，光纤通信业界围绕空分复用(包括芯式复用和模式复用及其结合)这一物理维度对通信网络传输容量实现了突破；空分复用中的多芯光纤和少模光纤研究成为前沿研究热点；相对于单模光纤来说，少模光纤可以通过增大有效面积来减小传输系统中的非线性效应；特别地，环形芯少模光纤可以进一步提高光纤传输特性。一种多芯强耦合的超模光纤也得到了大家的关注；多芯超模光纤具有更大的有效面积、高阶模密度大、低模式依赖损耗、低模式耦合和低差分模式群时延;可见，大有效面积光纤研究具有重要的学术价值和应用价值，前景广阔、意义重大。
技术实现思路
在国家自然科学基金重点项目(编号61431009)、山东省自然科学基金(ZR2011FM015)、“泰山学者”建设工程专项经费、山东省政府公派出国留学项目支持下，综合考虑环形芯少模光纤和多芯超模光纤的优点，本专利技术提出了一种三环形芯的少模光纤，可增大有效面积，减小光纤传输中的非线性效应，为光纤光学、光纤通信、光纤无线接入和光学信息处理等领域的深入研究提供了重要支持。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:本专利技术提出了一种三环形芯的少模光纤；其横截面包括纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯；三个圆环芯大小相同、折射率分布相同，而且相邻间隔很小；三个圆环芯内圆半径为R1 = R3 = R5 = 5.25E-6m，外圆半径为R2 = R4 = R6 = 1.05E_5m ;左侧圆环芯中心坐标为(-9.31E-6m，0)，右上侧圆环芯中心坐标为(9.31E_6m，1.075E_5m)，右下侧圆环芯中心坐标为(9.31E-6m，-1.075E_5m);最外包层直径为1.25E_4m ;三个圆环芯的折射率是1.4517，纯二氧化硅的折射率是1.45 ;三个环形芯中的光纤模式出现强耦合，形成更大有效面积的超模，从而减小光纤传输中的非线性效应；光纤中传输电磁场的模场特性可以通过改变这些圆环尺寸、位置和折射率分布来改变。本专利技术的有益效果是:三个环形芯中的光纤模式出现强耦合，形成更大有效面积的超模，从而减小光纤传输中的非线性效应；使其在光纤光学、光纤通信、光纤无线接入和光学信息处理等领域具有广阔应用前景。【附图说明】图1是本专利技术一种三环形芯的少模光纤横截面示意图；该光纤整体上是由纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯组成；三个圆环芯大小相同，相邻间隔很小；三个圆环芯内圆半径为R1 = R3 = R5 = 5.25E-6m，外圆半径为R2 = R4 = R6 = 1.05E_5m ;左侧圆环芯中心坐标为(-9.31E-6m，0)，右上侧圆环芯中心坐标为(9.31E_6m，1.075E_5m)，右下侧圆环芯中心坐标为(9.31E-6m，-1.075E_5m);最外包层直径为1.25E_4m ;三个圆环芯的折射率是1.4517，纯二氧化硅的折射率是1.45。图2 (a)是少模光纤线偏振模式LP01超模a的电场分布，图2 (b)是少模光纤线偏振模式LP01超模b的电场分布；两者是简并模式，有效折射率为1.45096。图3(a)是少模光纤线偏振模式LP11超模a的电场分布，图3(b)是少模光纤线偏振模式LP11超模b的电场分布，图3(c)是少模光纤线偏振模式LP11超模c的电场分布，图3(d)是少模光纤线偏振模式LP11超模d的电场分布；上述四者是简并模式，有效折射率为1.45061 ;图2和图3中入射光波长为1545nm，等位线表征入射光电场的强弱，密度越大，电场越强；箭头是电场方向。【具体实施方式】下面结合附图和实施对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一种三环形芯的少模光纤横截面示意图。该光纤整体上是由纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯组成。三个圆环芯大小相同，内圆半径为R1 =R3 = R5 = 5.25E-6m，外圆半径为R2 = R4 = R6 = 1.05E_5m ;左侧圆环芯中心坐标为(-9.31E-6m，0)，右上侧圆环芯中心坐标为(9.31E_6m，1.075E_5m)，右下侧圆环芯中心坐标为(9.31E-6m，-l.075E_5m);最外包层直径为1.25E_4m ;三个圆环芯的折射率是1.4517，纯二氧化硅的折射率是1.45 ;光纤中传输电磁场的模场特性可以通过改变这些圆环尺寸、位置和折射率分布来改变。图2 (a)是少模光纤线偏振模式LP01超模a的电场分布，图2 (b)是少模光纤线偏振模式LP01超模b的电场分布；两者是简并模式，有效折射率为1.45096。图3(a)是少模光纤线偏振模式LP11超模a的电场分布，图3(b)是少模光纤线偏振模式LP11超模b的电场分布，图3(c)是少模光纤线偏振模式LP11超模c的电场分布，图3(d)是少模光纤线偏振模式LP11超模d的电场分布；上述四者是简并模式，有效折射率为1.45061 ;图2和图3中入射光波长为1545nm，等位线表征入射光电场的强弱，密度越大，电场越强；箭头是电场方向。从图2和图3可以看出，三环形芯少模光纤形成超模的有效面积比单芯少模光纤的更大，能更好地减小光纤传输中的非线性效应，为光纤光学、光纤通信、光纤无线接入和光学信息处理等领域提供了重要支持，具有广阔应用前景。【主权项】1.一种三环形芯的少模光纤；其横截面包括纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯；三个圆环芯的大小相同、折射率分布相同，而且相邻间隔很小；所述少模光纤的三个圆环芯的内圆半径为R1 = R3 = R5 = 5.25E-6m，外圆半径为R2 = R4 = R6 = 1.05E_5m ;左侧圆环芯中心坐标为(-9.31E-6m，0)，右上侧圆环芯中心坐标为(9.31E_6m，1.075E_5m)，右下侧圆环芯中心坐标为(9.31E-6m，-1.075E_5m);最外包层直径为1.25E_4m ;三个圆环芯的折射率是1.4517，纯二氧化硅的折射率是1.45。【专利摘要】本专利技术涉及一种三环形芯的少模光纤；其横截面包括纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯；三个圆环芯的大小相同、折射率分布相同，而且相邻间隔很小；三个环形芯中的光纤模式出现强耦合，形成更大有效面积的超模，从而减小光纤传输中的非线性效应；光纤中传输电磁场的模场特性可以通过改变这些圆环尺寸、位置和折射率分布来改变。【IPC分类】G02B6/02【公开号】CN105372753【申请号】CN201510742422【专利技术人】郑宏军, 黎昕, 刘山亮, 胡卫生, 白成林 【申请人】聊城大学【公开日】2016年3月2日【申请日】2015年10月30日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三环形芯的少模光纤；其横截面包括纯二氧化硅基质和三个折射率稍大的圆环芯；三个圆环芯的大小相同、折射率分布相同，而且相邻间隔很小；所述少模光纤的三个圆环芯的内圆半径为R1＝R3＝R5＝5.25E‑6m，外圆半径为R2＝R4＝R6＝1.05E‑5m；左侧圆环芯中心坐标为(‑9.31E‑6m，0)，右上侧圆环芯中心坐标为(9.31E‑6m，1.075E‑5m)，右下侧圆环芯中心坐标为(9.31E‑6m，‑1.075E‑5m)；最外包层直径为1.25E‑4m；三个圆环芯的折射率是1.4517，纯二氧化硅的折射率是1.45。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏军，黎昕，刘山亮，胡卫生，白成林，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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