The invention discloses a vortex optical fiber used for producing and tuning the orbital angular momentum. The fiber comprises a core, a stress zone and a cladding. The piezoelectric material is filled in the stress region, and the electric controlled piezoelectric material causes deformation in the stress zone, thus exerting stress on the fiber core, resulting in the anisotropy of the dielectric constant of the core material, leading to the generation of stress birefringence. The OAM mode is generated by adjusting the voltage so as to change the stress so that the phase difference of the PI /2 phase occurs through the two in-phase orthogonal mode of the optical fiber. For different orders of modes, applying different voltages, we can obtain OAM tunable vortex rotation. The optical fiber provided by the invention has the advantages of simple structure, flexible operation and low loss, and can be used for vortex light generation, OAM sensing and OAM optical fiber communication systems.
【技术实现步骤摘要】
一种用于轨道角动量产生及调谐的涡旋光纤
本专利技术涉及到特种光纤、光纤通信领域,具体地,本专利技术涉及一种用于轨道角动量产生及调谐的涡旋光纤。
技术介绍
随着移动通信业务的迅猛发展,云计算、物联网、大数据等互联网技术的日渐兴起,当前高度信息化的社会对于通信容量的需求与日俱增。为提高信息传输容量与速度,波分复用(WDM)、偏振复用(PDM)和空分复用(SDM)等技术被广泛应用于单模光纤通信系统中,并使其传输容量接近于香农极限。但是,由于缺乏突破性新技术,要进一步提升信息传输容量非常困难。OAM(OrbitalAngularMomentum)光束,也称为涡旋光束,具有螺旋型相位分布和环状空心强度分布,其光场分布中含有相位因子exp(ilθ),光束中每个光子携带lh的轨道角动量,l称为拓扑荷数,h为普朗克常数。理论上l是无穷的,且不同l的OAM模式是正交的。它在传统平面波的频率、幅度、相位以及偏振态四个维度的基础上增加了一个新的维度--轨道角动量。因此,将OAM光束用于光通信,利用不同l值代表不同编码状态或不同信息通道,能够进一步提高频谱效率和信道容量。生成OAM光束的传统方法是利用螺旋相位板、计算全息光栅和空间光调制器等相位元件,然而这些元件的损伤阈值较低、损耗过大,且成本较高。而基于光纤的OAM光生成器则在远程交互和制作紧密型OAM光器件上更具优势。2011年,YanYan等人利用4个微光纤各自输入具有特定相位、偏振态和椭圆率的厄米高斯光束,并均耦合到居于中心的环形光纤中,再通过模式叠加,在环形光纤中产生了OAM光束[Opt.Lett.2011,36,426 ...
【技术保护点】
一种用于轨道角动量产生及调谐的涡旋光纤,其特征在于包括包层、纤芯、对称分布在纤芯两侧的一对应力区;所述一对应力区位于包层中,所述纤芯位于包层的中心;所述包层的直径为60~200μm;所述纤芯直径与包层直径的比值为0.05~0.2;所述应力区为扇环形。
【技术特征摘要】
1.一种用于轨道角动量产生及调谐的涡旋光纤,其特征在于包括包层、纤芯、对称分布在纤芯两侧的一对应力区;所述一对应力区位于包层中,所述纤芯位于包层的中心;所述包层的直径为60~200μm;所述纤芯直径与包层直径的比值为0.05~0.2;所述应力区为扇环形。2.根据权利要求1所述的一种用于轨道角动量产生及调谐的涡旋光纤,其特征在于所述应力区内表面直径与包层直径的比值为0.1~0.4。3.根据权利要求1所述的一种用于轨道角动量产生及调谐的涡旋光纤,其特征在于所述应力区外表面的直径与包层直径的比值为0.6~0.8。4.根据权利要求1所述的一种用...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨中民,衡小波,甘久林,张智深,钱奇,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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