[发明专利]一种传输光子轨道角动量的光子晶体光纤

说明书

本发明公开了一种传输光子轨道角动量的光子晶体光纤，其包括环形纤芯、环形微孔层以及包层，环形纤芯和包层均采用石英；环形纤芯内设有与其共圆心的纤芯空气孔；环形微孔层设于环形纤芯外侧，环形微孔层上开设有形状相同的微孔，多个微孔等间距布置并共同形成近圆环形区域，近圆环形区域与纤芯空气孔共圆心，近圆环形区域沿光纤轴向向外依次布置有至少一个；近圆环形区域上的微孔的数量为该近圆环形区域序数*6；每一近圆环形区域上的相邻两微孔之间沿光纤轴向形成长条状的支撑壁；包层设于环形微孔层外侧，并与环形纤芯共圆心。本发明能够支持4阶的OAM光信号传播，验证了光子晶体光纤传输OAM信号的可行性，拓展了光子晶体光纤的应用领域。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种传输光子轨道角动量的光子晶体光纤。

背景技术

随着移动通信业务的迅猛发展，云计算、物联网、大数据等互联网技术的日渐兴起，当前高度信息化的社会对于通信容量的需求与日俱增。为提高信息传输容量与速度，波分复用、偏振复用和空分复用等技术被广泛应用于单模光纤通信系统中，并使其传输容量接近于香农极限。但是缺乏突破性创新技术，要进一步提升信息的穿上相互容量非常困难。

根据波粒二象性原理，电磁波同时也是光子。1992年，科学家通过实验证实光子具有轨道角动量(OAM)这一基本性质。同一频率的电磁波，理论上可以有无穷多个不同OAM的取值。OAM通信体制研究的核心是把光子轨道角动量(OAM)这一尚未利用的电磁波参数维度用于通信，充分利用光子轨道角动量大幅度提高通信系统的频谱效率和容量，以满足未来10-20年间通信容量2-3个数量级的增长需求。

OAM通信的概念，就是利用OAM模式这一组电磁波本征模式的阶数取值l，作为新的可供调制或复用的参数维度资源，即利用不同l值代表不同编码状态或不同信息通道，从而开辟进一步提高频谱效率的新途径。由于l值具有无限取值范围，此方法理论上可能具有无限增加光子或电磁波承载的信息量的潜力。

更重要的是，电磁波OAM维度与目前用于通信的频率、传播方向相位、振幅等维度之间是正交的。这意味着引入OAM维度，原理上不会阻碍现有通信体制的继续使用。因此可以在已有通信体制的基础上，直接通过增加OAM维度，大幅度提供新增容量。

然而，上述理论潜力目前也没有得到应有的探索、开发、利用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种传输光子轨道角动量的光子晶体光纤，能够支持4阶的OAM光信号传播，验证了光子晶体光纤传输OAM信号的可行性，拓展了光子晶体光纤的应用领域。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种传输光子轨道角动量的光子晶体光纤，其包括：

环形纤芯，所述环形纤芯内设有与其共圆心的纤芯空气孔；

环形微孔层，所述环形微孔层设于所述环形纤芯外侧，所述环形微孔层上开设有形状相同的微孔，多个所述微孔等间距布置并共同形成近圆环形区域，所述近圆环形区域与所述纤芯空气孔共圆心，所述近圆环形区域沿所述光纤径向向外依次布置有至少一个；所述近圆环形区域上的微孔的数量为该近圆环形区域序数*6；每一所述近圆环形区域上的相邻两所述微孔之间沿所述光纤径向形成长条状的支撑壁；

包层，所述包层设于所述环形微孔层外侧，并与所述环形纤芯共圆心；以及，

所述微孔远离所述纤芯空气孔的边沿与位于该微孔两侧的所述支撑壁相接处均设有第一倒角；和/或，

所述微孔靠近所述纤芯空气孔的边沿与位于该微孔两侧的所述支撑壁相接处均设有第二倒角。

在上述技术方案的基础上，所述近圆环形区域设有一个。

在上述技术方案的基础上，位于同一所述近圆环形区域上的各所述微孔靠近所述纤芯空气孔的边沿相连接并形成与所述纤芯空气孔同心的圆形。