[發(fā)明專利]利用超表面實(shí)現(xiàn)光纖中的模分復(fù)用的方法和裝置、結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110371232.8
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113225154B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮磊;高飛;武霖;張杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H04J14/04
• 分類號: H04J14/04;G02B6/28;G02B27/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

1.一種利用超表面實(shí)現(xiàn)光纖中的模分復(fù)用的方法，其特征在于，包括以下步驟：

構(gòu)建超表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集S及對應(yīng)的相位譜數(shù)據(jù)集P和透射譜數(shù)據(jù)集T；

對所述數(shù)據(jù)集S、相位譜數(shù)據(jù)集P和透射譜數(shù)據(jù)集T進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從所述數(shù)據(jù)集S中確定光纖橫截面前第一象限的超表面結(jié)構(gòu)a和第二象限的超表面結(jié)構(gòu)b，確定實(shí)現(xiàn)多模傳輸?shù)膬蓚€(gè)頻率點(diǎn)f1、f2以及對應(yīng)的高階光模式；

根據(jù)所述超表面結(jié)構(gòu)a和超表面結(jié)構(gòu)b，反向設(shè)計(jì)出第三、四象限的超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d；

將所述超表面結(jié)構(gòu)a、超表面結(jié)構(gòu)b、超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d加工在光纖的入射端口，即可實(shí)現(xiàn)在f1和f2同時(shí)激發(fā)不同的光模式下實(shí)現(xiàn)光纖的模分復(fù)用；

其中，對所述數(shù)據(jù)集S、相位譜數(shù)據(jù)集P和透射譜數(shù)據(jù)集T進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從所述數(shù)據(jù)集S中確定光纖橫截面前第一象限的超表面結(jié)構(gòu)a和第二象限的超表面結(jié)構(gòu)b，確定實(shí)現(xiàn)多模傳輸?shù)膬蓚€(gè)頻率點(diǎn)f1、f2以及對應(yīng)的高階光模式，具體步驟如下：

對超表面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集S中的超表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行兩兩組合；

對每一對超表面組合進(jìn)行從相位譜的最小頻率到最大頻率的掃描，如果在某個(gè)頻率透射率接近，并且相位差滿足某個(gè)高階光模式的相位差要求，則將這個(gè)頻率點(diǎn)f以及對應(yīng)的模式作為待定選擇；

如果某一對超表面組合滿足以下要求：（1）至少有兩個(gè)待定選擇，（2）這一對超表面組合在兩個(gè)頻率點(diǎn)f1和f2處分別滿足透射率接近，（3）在頻率點(diǎn)處滿足某一光模式的相位差要求，（4）兩個(gè)頻率點(diǎn)處對應(yīng)的光模式是不同的兩個(gè)光模式；將這一對超表面組合確定為光纖橫截面前第一象限的超表面結(jié)構(gòu)a和第二象限的超表面結(jié)構(gòu)b，將所述兩個(gè)頻率點(diǎn)f1、f2確定為實(shí)現(xiàn)光纖模分復(fù)用的兩個(gè)頻率點(diǎn)，將所述兩個(gè)頻率點(diǎn)f1、f2對應(yīng)的相位差滿足的光模式確定為所需要實(shí)現(xiàn)的光纖模分復(fù)用的兩個(gè)高階光模式。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，構(gòu)建超表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集S及對應(yīng)的相位譜數(shù)據(jù)集P和透射譜數(shù)據(jù)集T，具體包括以下步驟：

獲取超表面結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集S；

根據(jù)所述數(shù)據(jù)集S，利用電磁仿真軟件獲得超表面結(jié)構(gòu)的相位譜數(shù)據(jù)集P和透射譜數(shù)據(jù)集T。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述超表面結(jié)構(gòu)a和超表面結(jié)構(gòu)b，反向設(shè)計(jì)出第三、四象限的超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d，具體步驟如下：

根據(jù)所述的超表面結(jié)構(gòu)a、超表面結(jié)構(gòu)b以及確定的兩個(gè)所述頻率點(diǎn)f1、f2，推算出第三、四象限的超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d需要在所述頻率點(diǎn)f1，f2處滿足的相位調(diào)制要求；

根據(jù)所述相位調(diào)制要求，反向設(shè)計(jì)出所述第三、四象限的超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述超表面結(jié)構(gòu)a、超表面結(jié)構(gòu)b、超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d加工在光纖的入射端口，具體包括以下步驟：

所述超表面結(jié)構(gòu)a、超表面結(jié)構(gòu)b、超表面結(jié)構(gòu)c和超表面結(jié)構(gòu)d按照相位調(diào)制要求分別加工在光纖入射端口橫截面的第一、二、三、四、象限。