【技术实现步骤摘要】
利用超表面实现光纤中的模分复用的方法和装置、结构
本申请涉及光纤通信领域，尤其涉及一种利用超表面实现光纤中的模分复用的方法和装置、结构。
技术介绍
由于信息量的爆炸式增长以及光通信正迅速接近其当前技术的极限，如何提高信息的传输量，应对现有和新兴应用以及宽带服务，提高传输容量，成为了一个亟待解决的问题。在过去的40年中，通过光通信网络传输的信息量每4年增加大约一个数量级，而现在，每年的增长量已远远超过Zettabyte(1ZB＝2^60B≈1.1805916207174113×10^21B)。增加信息容量的关键是在四个物理维度上进行光调制和多路复用：时间，波长，极化和正交(振幅和相位调制)。但是，由于非线性传播效应，现有的单模光纤传输技术可达到的数据传输速率已达到极限，可用容量早已饱和。在实施本申请的过程中，专利技术人发现由于现在对光纤通信容量增长的需求，而现有的提高光纤传输信道容量的方法都有一定的弊端，主要有以下几个方面：1)单模光纤在传输信息的过程中只能传输一种模式，提高信道容量的方式有限。...
【技术保护点】
1.一种利用超表面实现光纤中的模分复用的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n构建超表面结构的数据集S及对应的相位谱数据集P和透射谱数据集T；/n对所述数据集S、相位谱数据集P和透射谱数据集T进行数据分析，从所述数据集S中确定光纤横截面前第一象限的超表面结构a和第二象限的超表面结构b，确定实现多模传输的两个频率点f1、f2以及对应的高阶光模式；/n根据所述超表面结构a和超表面结构b，反向设计出第三、四象限的超表面结构c和超表面结构d；/n将所述超表面结构a、超表面结构b、超表面结构c和超表面结构d加工在光纤的入射端口，即可实现在f1和f2同时激发不同的光模式下实现光纤的模分复用。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用超表面实现光纤中的模分复用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建超表面结构的数据集S及对应的相位谱数据集P和透射谱数据集T；
对所述数据集S、相位谱数据集P和透射谱数据集T进行数据分析，从所述数据集S中确定光纤横截面前第一象限的超表面结构a和第二象限的超表面结构b，确定实现多模传输的两个频率点f1、f2以及对应的高阶光模式；
根据所述超表面结构a和超表面结构b，反向设计出第三、四象限的超表面结构c和超表面结构d；
将所述超表面结构a、超表面结构b、超表面结构c和超表面结构d加工在光纤的入射端口，即可实现在f1和f2同时激发不同的光模式下实现光纤的模分复用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，构建超表面结构的数据集S及对应的相位谱数据集P和透射谱数据集T，具体包括以下步骤：
获取超表面结构的数据集S；
根据所述数据集S，利用电磁仿真软件获得超表面结构的相位谱数据集P和透射谱数据集T。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述数据集S、相位谱数据集P和透射谱数据集T进行数据分析，从所述数据集S中确定光纤横截面前第一象限的超表面结构a和第二象限的超表面结构b，确定实现多模传输的两个频率点f1、f2以及对应的高阶光模式，具体步骤如下：
对超表面结构数据集S中的超表面结构进行两两组合；
对每一对超表面组合进行从相位谱的最小频率到最大频率的扫描，如果在某个频率透射率接近，并且相位差满足某个高阶光模式的相位差要求，则将这个频率点f以及对应的模式作为待定选择；
如果某一对超表面组合满足以下要求：（1）至少有两个待定选择，（2）这一对超表面组合在两个频率点f1和f2处分别满足透射率接近，（3）在频率点处满足某一光模式的相位差要求，（4）两个频率点处对应的光模式是不同的两个光模式；将这一对超表面组合确定为光纤横截面前第一象限的超表面结构a和第二象限的超表面结构b，将所述两个频率点f1、f2确定为实现光纤模分复用的两个频率点，将所述两个频率点f1、f2对应的相位差满足的光模式确定为所需要实现的光纤模分复用的两个高阶光模式。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述超表面结构a和超表面结构b，反向设计出第三、四象限的超表面结构c和超表面结构d，具体步骤如下：
根据所述的超表面结构a、超表面结构b以及确定的两个所述的激发高阶模式的频率点f1，f2，推算出第三、四象限的超表面结构c和超表面结构d需要在所述频率点f1，f2处满足的相位调制要求；
根据所述相位调制要求，反向设计出所述第三、四象限的超表面结构c和超表面结构d。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述超表面结构a、超表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯磊，高飞，武霖，张杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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