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一种基于级联衍射网络的模式组解复用方法与装置制造方法及图纸

技术编号:44655559 阅读:26 留言:0更新日期:2025-03-17 18:47
本发明专利技术涉及空分复用中的复用解复用器件的技术领域,更具体地,涉及一种基于级联衍射网络的模式组解复用方法与装置。模式组解复用方法采用了一种非确定性模式转换的策略来设计优化级联衍射网络,提升了输出模场的自由度,使得相位板设计可以在更大自由度上进行,由此可以显著提升光束转换的效率,并大大减少所需的相位板数量。本发明专利技术克服了模式组解复用中能量效率和稳定性低的缺点,并通过改善优化设计,降低了器件损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空分复用中的复用解复用器件的,更具体地,涉及一种基于级联衍射网络的模式组解复用方法与装置


技术介绍

1、当前互联网、物联网、5g通信等技术的快速发展,全球对数据传输的需求呈爆发式增长。随着时分复用、波分复用、高阶调制等技术的成熟,单模光纤容量逐渐趋于理论极限。一种升级方案是开发光纤的空间维度,利用空间模式的正交性扩展单根光纤的容量,也称为模分复用。模分复用的缺点是受模式耦合影响较大,严重依赖于部分或完全的多入多出数字信号处理。因此,以这种方式进行短距离光互连,其高昂成本通常是不可接受的。为了解决这个问题,基于弱耦合光纤的模式组复用技术被提出来,这使得强度调制和直接检测技术可以在短距离场景中使用。由于同一模式组内多个模式的群延迟几乎相等,因此可以同时检测这些模式并将其视为单个空间信道。这种方式虽然牺牲了一些模式自由度,但可以大大降低系统的复杂性。

2、相对模组复用技术而言,对模组解复用装置的研究相对缺乏。由于同一模组内的多个模式强耦合,模组复用仅需激发其中一个模式即可。这样,可以建立多个单模光纤到多个模式组的映射。但是,模组复用器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤S3中,级联衍射网络的输出模场EN+1,m通过下式计算:

3.根据权利要求2所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤S4中,通过下式计算输出模场EN+1,m在基底上的投影:

4.根据权利要求3所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤S5中,传输矩阵Ti,j通过下式计算:

5.根据权利要求4所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步...

【技术特征摘要】

1.一种基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤s3中,级联衍射网络的输出模场en+1,m通过下式计算:

3.根据权利要求2所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤s4中,通过下式计算输出模场en+1,m在基底上的投影:

4.根据权利要求3所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤s5中,传输矩阵ti,j通过下式计算:

5.根据权利要求4所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,所述步骤s6中,根据传输矩阵t,定义标量评价函数l,以反向优化级联衍射网络的各相位板pk,评价函数l表示如下:

6.根据权利要求5所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,在所述步骤s7中,相位板的厚度hk与相位板pk的关系满足pk=4πhk/λ,λ为工作波长,基于误差反向传播方法确定相位板厚度hk的梯度表示如下:

7.根据权利要求6所述的基于级联衍射网络的模式组解复用方法,其特征在于,在所述步骤s8中,通过以下公式实现相位板参数的更新:

8...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘志兵李朝晖
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:

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