[實用新型]基于空氣槽和空氣孔輔助結構的少模多芯光纖

有效

• 申請號: 201921149747.8
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN210514681U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 裴麗;解宇恒;鄭晶晶;寧提綱;李晶;巴拉及
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/028
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 楊帥峰

本實用新型涉及一種基于空氣槽和空氣孔輔助結構的少模多芯光纖，屬于光纖通信領域。多個第1纖芯，包圍上述第1纖芯的外周面的第1內包層，包圍上述第1纖芯及第1內包層的第1空氣槽，以及位于第1空氣槽之間的空氣孔；多個第2纖芯，包圍上述第2纖芯的外周面的第2內包層，包圍上述第2纖芯及第2內包層的第2空氣槽，以及位于第2空氣槽之間的空氣孔；以及包圍上述所有結構的外包層。在保證多信道傳輸的同時，利用空氣槽與空氣孔共同輔助結構，大幅提升各單元對模場的限制能力，顯著抑制芯間串擾并有效降低光纖彎曲損耗。漸變折射率纖芯剖面有效降低解復用系統的復雜度。正方形晶格的纖芯排列方式和等芯間距使得該光纖易于制作。小于230um的外包層直徑提升了該光纖拉制的成功率，并保證其實際使用的延展性和抗扭轉能力。

技術領域

本實用新型涉及一種基于空氣槽和空氣孔輔助結構的少模多芯光纖，適用于既能夠抑制芯間串擾又能夠減小彎曲損耗的情況，屬于光纖通信領域。

背景技術

隨著高速信息時代的快速發展，普通單模光纖已逐漸無法滿足光纖系統傳輸容量的需求。近年來，以多芯光纖、少模光纖以及少模多芯光纖(few-mode multi-core fiber,FM-MCF)等為主導的新型空分復用光纖由于其獨特的纖芯排列方式和模場特性，成為解決光纖系統中傳輸容量受限以及非線性效應損傷等問題的良好光學元件。其中，少模多芯光纖可以良好地結合少模光纖以及多芯光纖各自的優勢，通過同時復用纖芯數量與每個纖芯中容納的模式數量，達到單根光纖總傳輸信道數超過20的目的。

但是，少模多芯光纖在實際應用之前需要解決以下設計問題：第一，由于在有限包層內容納多個纖芯，不可避免地引入了嚴重的芯間串擾；第二，由于每個纖芯傳輸多個模式，較大的模式差分延遲(differential modal delay,DMD)會導致接收端多輸入多輸出(multiple-input multiple-output,MIMO)系統的復雜度顯著提升。此外，由于在少模多芯光纖中外芯比內芯與外包層的距離更近，外芯的彎曲損耗也會隨之增加。因此，需要設計一種具有低芯間串擾，低彎曲損耗以及具有更小差分模式延遲的少模多芯光纖。

為了滿足上述要求，多種異質結構少模多芯光纖被設計出來。異質結構通過采用相鄰纖芯之間不同的參數，利用相位失配來達到抑制芯間串擾的目的。同時，大部分少模多芯光纖的設計還采用了溝槽輔助結構進一步抑制芯間串擾。在下述專利文獻1中記載了溝槽輔助型多芯光纖的一例。在該多芯光纖中，通過在每個纖芯周圍圍繞一層具有較低折射率的溝槽，達到限制纖芯模場的作用，因此可以降低芯間串擾和彎曲損耗。此外，還有部分少模多芯光纖設計采用空氣孔輔助結構，在每個纖芯周圍打數個空氣孔，達到與溝槽輔助結構相同的效果。

但是，隨著少模多芯光纖中容納的纖芯和模式數量的激增，使得通過采用如專利文獻1所記載的溝槽結構或者其他文獻中記載中的空氣孔輔助結構來抑制多芯光纖芯間串擾或者彎曲損耗的方法，不再能夠滿足現有設計需求。

而且，通過增加各個芯子之間距離的方法雖然可以有效減小芯間串擾，但這種方法會導致少模多芯光纖的包層直徑大幅度增加，造成光纖拉制的成功率劇烈降低，光纖的延展性和抗扭轉能力嚴重下降。

因此，急需設計一種能夠滿足在有限包層內多信道同時傳輸，且具有更小芯間串擾和彎曲損耗的少模多芯光纖。

專利文獻1：CN 103814312 B

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題主要是針對在有限包層內保持少模多芯光纖中多信道傳輸的同時，降低芯間串擾及彎曲損耗這一問題所提出的。

解決上述技術問題的技術方案如下：