[發明專利]一種大模場抗彎多芯少模光纖

有效

• 申請號: 202010247474.1
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111443419B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 彭楚宇;喻煌;郭浩;程康;熊濤;曲華昕;余俊
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司;烽火藤倉光纖科技有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 董婕

本申請涉及一種大模場抗彎多芯少模光纖，包括多個少模單元、多個空氣孔以及多芯光纖包層；少模單元包括少模纖芯以及包圍少模纖芯的下陷包層，多芯光纖包層包圍各個少模單元以及各個空氣孔，多芯光纖包層的相對折射率高于下陷包層且低于少模纖芯；少模單元按正三角形點陣排列，形成形的少模單元點陣區；空氣孔與相鄰的少模單元或空氣孔按正三角形點陣排列，形成兩個關于光纖中心對稱的空氣孔點陣區，空氣孔點陣區與少模單元點陣區組成以光纖中心為中心的正六邊形點陣區。本申請向正六邊形光纖陣列中引入空氣孔，破壞了高階模式的導模條件，消除了不期望的高階模數量，通過增加纖芯數量，大幅提高了空間集成維數密度，增加了光纖的傳輸容量。

技術領域

本申請涉及光通信領域，特別涉及一種大模場抗彎多芯少模光纖。

背景技術

隨著網絡和寬帶業務的快速發展，互聯網流量從2000年以來以每 10年約100倍的速度增長。通過擴展傳輸窗口的光學帶寬和增強頻譜效率等先進技術，常規單模單芯光纖的傳輸容量在過去幾十年也在呈指數增長。然而，由于放大器帶寬、非線性噪聲和光纖熔斷現象的限制，現有的單模單芯光纖的容量已不再滿足不斷增長的容量需求，并且正接近其100Tb/s的香農傳輸極限。為了突破單模單芯光纖傳輸容量的極限，在光纖通信系統中必須采用新的復用維度來實現信道容量的有效增長。基于空分復用技術的光纖可以在相同的管道空間內成倍地提高單根光纖中的信息容量，被認為是解決傳統單模光纖通信容量危機的可行方案。目前實現空分復用的光纖有：多芯光纖、少模光纖和多芯少模光纖。

在空分復用的傳輸系統中，不同的信號能通過多空間路徑同時傳輸。從空分復用光纖的角度來看，有兩種方法可以將多空間路徑引入光纖。第一種方法是將多個獨立的纖芯合并到一根光纖中，一個包層中含有多根纖芯，光纖的傳輸容量隨著纖芯數量的增長而成倍增加，這種光纖被稱為多芯光纖。第二種方法是利用光纖中的多種不同模式，光纖的傳輸容量隨著模式數量的增長而成倍增加，這種光纖被稱為少模光纖。從總空間信道數的角度來看，多芯少模光纖可以將纖芯多重性和模式多重性相結合，具有更高的空間信道數及傳輸容量，是未來光纖行業發展的主要方向。

多芯光纖按照耦合模式的不同可以分為弱耦合和強耦合多芯光纖。弱耦合光纖的芯間距離較大，各芯相對獨立串擾低。然而增大芯間距離意味著犧牲纖芯密度，同時包層直徑也要相應的增加，成本提高，彎曲性能也容易惡化。此外，每個纖芯的模場面積相對較小，易引起非線性效應。強耦合多芯光纖的芯間距離足夠近，各芯模場疊加起來形成少量超模，從而使得光纖的模場面積大幅提高，顯著降低光纖的非線性效應。但是，由于光纖中模場有效面積的提升與彎曲損耗的降低一直存在相互制約的問題，因此，需要保證光纖具有大模場面積的同時具有優異的抗彎性能。對于少模光纖而言，增加空間模式數量并不難。但是隨著模式數量的增加，高階模的高損耗以及不同高階模之間的模式耦 合，成為了少模光纖應用中相當不利的因素。

綜上所述，如何控制多芯少模光纖中不需要的高階模數量，降低模式耦合和傳輸損耗，同時增大模場面積來減少非線性效應并提升傳輸容量是目前亟需解決的問題。

發明內容

本申請實施例提供一種大模場抗彎多芯少模光纖，以解決相關技術中多芯少模光纖非線性效應大以及模式數量增多時模式耦合和傳輸損耗大問題。

第一方面，提供了一種大模場抗彎多芯少模光纖，包括多個少模單元、多個空氣孔以及多芯光纖包層；其中：

少模單元包括少模纖芯以及包圍少模纖芯的下陷包層，少模纖芯的相對折射率高于下陷包層；

多芯光纖包層包圍各個少模單元以及各個空氣孔，多芯光纖包層的相對折射率高于下陷包層且低于少模纖芯；

少模單元按正三角形點陣排列，形成形的少模單元點陣區；空氣孔與相鄰的少模單元或空氣孔按正三角形點陣排列，形成兩個關于光纖中心對稱的空氣孔點陣區，空氣孔點陣區與少模單元點陣區組成以光纖中心為中心的正六邊形點陣區。

形的少模單元點陣區的交叉點與光纖中心重合，光纖中心設置少模單元。