一种面向渐变折射率光纤的结构设计方法技术

本发明专利技术公开了一种面向渐变折射率光纤的结构设计方法，其步骤包括：1)输入光纤初始结构计算参数，包括折射率剖面的函数、工作波长λ、纤芯的折射率、外包层的折射率、纤芯的半径、外包层的半径；将纤芯和包层所在区域按照折射率划分为N个折射率层；2)根据纤芯折射率和包层折射率，确定光纤模式有效折射率n<subgt;eff</subgt;的取值范围；对n<subgt;eff</subgt;进行线性离散取值；3)对于各LP模式阶数m，根据每一个有效折射率采样值对应的特征矩阵，求出光纤模式存在的有效模式折射率n<subgt;eff</subgt;的数值解及有效模式折射率的个数；4)对于各LP模式阶数m，对n<subgt;e</subgt;<supgt;T</supgt;<subgt;ff</subgt;进行命名并计算各模式的传播常数；5)根据每一光纤模式的有效模式折射率、传播常数，确定对应光纤模式的渐变折射率光纤设计方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仿真领域和光纤设计领域，尤其涉及一种面向渐变折射率光纤的结构设计方法。

技术介绍

1、渐变折射率光纤(graded-index fiber)相较于阶跃型折射率光纤(step indexfiber，sif)，其折射率分布存在沿着径向发生逐渐变化的区域。光纤在实际生产过程中，由于制造工艺问题，在光纤的纤芯-包层的分界面和中心部分，其折射率总存在着梯度变化，若该渐变区的径向尺度小于入射光的波长时，可将该光纤视为阶跃型光纤，否则为渐变折射率光纤。通过控制纤芯折射率的分布，可以控制光纤传输的色散特性。根据应用方式的不同渐变折射率光纤可划分为色散平坦光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤等种类。此外，多模光纤传输系统中，色散的主要原因是模式色散，降低模式色散的方法是控制光纤的折射率的分布，可采用折射率分布为g次方分布(折射率变化量与纤芯径向位置r的g次方成比例分布)的渐变折射率光纤。综上所述，在光纤传输系统中具有广阔的应用前景和研究价值。

2、在目前的光纤结构设计中，为了满足系统对模场直径，可承受功率、光束质量、损耗，以及对系统中色散特性调控等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向渐变折射率光纤的结构设计方法，其步骤包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据采样值的大小确定各折射率层构建的是振荡子矩阵或衰减子矩阵；当第j个折射率层的折射率时，则为第j个折射率层构建振荡子矩阵，当则为第j个折射率层构建衰减子矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标量模振荡子矩阵、标量模衰减子矩阵的结构在最内侧折射率层处为1×2矩阵在最外侧折射率层处为1×2矩阵处在第j层折射率层时，为2×2矩阵

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，k0为真空中的波矢。

5.根据权利要求3所述的方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种面向渐变折射率光纤的结构设计方法，其步骤包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据采样值的大小确定各折射率层构建的是振荡子矩阵或衰减子矩阵；当第j个折射率层的折射率时，则为第j个折射率层构建振荡子矩阵，当则为第j个折射率层构建衰减子矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标量模振荡子矩阵、标量模衰减子矩阵的结构在最内侧折射率层处为1×2矩阵在最外侧折射率层处为1×2矩阵处在第j层折射率层时，为2×2矩阵

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，k0为真空中的波矢。

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【专利技术属性】
技术研发人员：段磊，梁成斌，谭姝丹，唐熊忻，刘朝晖，
申请(专利权)人：中国科学院软件研究所，
类型：发明
国别省市：