[发明专利]一种用于降低差分模式群时延的少模光纤结构

说明书

本发明涉及一种用于降低差分模式群时延的少模光纤结构，属于光纤通信领域。其特征在于：包括纤芯(I)、位于纤芯(I)周围的内包层(Ⅱ)、紧邻内包层(Ⅱ)的脊(Ⅲ)、位于脊(Ⅲ)外围的沟槽(Ⅳ)以及包层(Ⅴ)。利用位于内包层(Ⅱ)与沟槽(Ⅳ)之间的脊波导结构(Ⅲ)在一定程度上改变特殊模式的功率分布，使传输模的能量更好地被限制在纤芯周围，从而提升部分模式的有效折射率，达到进一步降低差分模式群时延的目的。同时，本发明均衡了传输模式的大模场面积特性与高阶模式对弯曲的低敏感特性。得益于50/125um多模光纤成熟且精密的制造技术，本发明受制造容差的影响有限，光学性能稳定，适用于大规模批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种用于降低差分模式群时延的少模光纤结构，属于光纤通信领域。

背景技术

在当今通信容量爆炸式增长的背景下，为突破标准单模光纤的容量极限，空分复用(Space Division Multiplexing,SDM)技术以不增加占用光纤光缆物理资源的独特优势，为进一步提升光纤通信的系统容量提供了新的解决方案。

模分复用(Mode Division Multiplexing,MDM)是空分复用最重要的两种实现形式之一，通过同时利用少模光纤(few mode fiber,FMF)中的不同模式群，使多个信号在多个空间信道中同时传输，从而提高系统的传输容量。而SDM的另外一种实现形式——多芯光纤(multi-core fiber,MCF)，在研发时需同时确保高纤芯密度、低传输损耗和芯间串扰等光学性能，给光纤的整体设计与制造带来了巨大挑战。同时，以多芯光纤为传输介质的SDM系统中，将多个芯子的信号耦合进和耦合出也是非常困难的。

少模光纤凭借相对简单的剖面设计和制造方法，以及与传统单模光纤熔接时的低插入损耗，一直以来都是SDM技术的主要发展趋势和研究热点。为满足长距离传输要求，差分模式群时延(differential mode group delay,DMGD)需要控制得尽可能小以降低解复用端多输入-多输出(multi-input multi-output,MIMO)设备所需内存及复杂度，而通过采用渐变折射率纤芯剖面来降低DMGD是目前采用的主要方法。例如，文献【Takayoshi Mori,Taiji Sakamoto,Masaki Wada,Takashi Yamamoto,and Fumihiko Yamamoto,Few-ModeFibers Supporting More Than Two LP Modes For Mode-Division-MultiplexedTransmission With MIMO DSP,J.Lightwave Technol.32,2468-2479(2014)】中提到，通过采用优化的渐变折射率纤芯剖面实现了C+L波段4LP模式的DMGD小于70ps/km。