中心下陷的负色散光纤

利用非等温等离子体化学气相沉积成功制得了具有折射率中心下陷的负色散光纤 (RDF)。该光纤在保持较好的抗弯曲性能与偏振模色散的同时 ,有效面积达到 4 5 μm2 ,且在 15 5 0nm处的色散为 - 19.6 5ps/(nm·km) ,色散斜率为 - 0 .132ps/(nm2 ·km)。此外 ,通过优化光纤纤芯各层的掺杂原子浓度 ,在 15 30nm处光纤的氢损降到了0 .0 1dB/km。由负色散光纤与具有超大有效面积的非零色散位移光纤 (ULAF)组成的色散管理光纤对在 15 30nm到16 2 5nm波长范围内的色散斜率小于 0 .0 0 6ps/(nm2 ·km) ,且最大色散值小于 0 .2ps/(nm·km)。同时 ,15 5 0nm波长处的衰耗为 0 .2 2 4dB/km ,且在 15 30nm到 16 2 5nm波段范围内衰耗较为平坦。该色散管理光纤对可以在无需色散补偿模块的前提下应用于大容量高速率的长距离波分复用 (WDM)系统。     

支持22个轨道角动量模式的低平坦色散微结构光纤

设计了一种可支持22个轨道角动量(OAM)模式传输的新型微结构光纤,该光纤具有低平坦色散、低损耗等优点,光纤中可支持的各个矢量模式之间有效折射率差值均大于10-4,对应的22个OAM模式都能够在纤芯中稳定传输。在1500~1600nm波段范围内,通过优化包层最内圈两层空气孔的物理参数,该光纤中可支持传输的模式色散均能控制在0~50ps·(nm·km)~(-1)范围内,HE71和EH51模式的色散变化值低于12.8ps·(nm·km)~(-1),其余模式的色散变化范围低于5ps·(nm·km)~(-1)。在1550nm波段处,该光纤所支持的所有模式损耗均低于1.35×10~(-9) dB/m。     

八边形掺氟椭圆纤芯的光子晶体光纤设计研究

设计了一种新型的八边形纤芯为椭圆的空气孔掺氟的光子晶体光纤。通过全矢量有限元法(FVFEM)和各项异性完美匹配层法(APML)对所设计的光纤进行了仿真研究。数值结果表明所设计的光纤在1.34~1.72μm波段具有0±0.4ps/(nm·km)的超平坦色散,覆盖了S、C和L通信波段,且在同一波长范围处限制损耗低于10-7dB/m,在1.55μm波长处对应的双折射率和非线性系数分别为2.12×10~(-2)和50.67W~(-1)·km~(-1)。所设计的光纤在超连续谱产生、色散补偿、极化保偏等方面具有潜在的应用。     

全固双层芯色散补偿光子晶体光纤的研究与设计

为了补偿光纤色散对高速信号传输的限制,提出一种全固双层芯色散补偿光子晶体光纤.首先对该光纤模式耦合特性进行理论分析,然后利用多极法进行模拟计算,得到该光纤包层结构参数与色散值以及相位匹配波长之间的关系,并对其规律进行研究.通过优化光纤结构参数,得到在1 550nm处,色散值达到-32 620ps/(nm·km)、损耗为0.29dB/km、与标准单模光纤的熔接损耗为4.77dB的色散补偿光纤.该光纤可补偿1 910多倍长度的SMF-28单模光纤的色散,补偿能力远大于常规色散补偿光纤.与空气孔-石英结构色散补偿光子晶体光纤相比,全固色散补偿光子晶体光纤具有易制备、易与传统通信光纤熔接等优点.     

非零色散位移光纤的改进设计及制造

介绍了一种新颖的非零色散位移光纤结构设计方法及其MCVD+OVD制造工艺,所制备的光纤有效面积达到71 μm2以上.采用关键结构区域精确微扰方法,改进了光纤的色散特性.1550 nm处色散斜率由0.0715 ps/(nm2·km),分别减小至0.0605 ps/(nm2·km),0.0466 ps/(nm2·km),零色散波长由1500 nm附近移至1450 nm以下.测量表明,所得光纤具有优越的光学传输特性、抗弯曲性能和熔接性能,适用于C+L和S+C+L工作波长的大容量高速率长距离密集波分复用系统.光纤关键结构区域精确微扰是改进光纤性能的一种有效方法,该方法不限于MCVD工艺和非零色散位移光纤,对新型光纤的设计和生产具有积极的指导意义.     

实用化少模光纤的研究

针对大容量光纤通信系统,设计了一种实用化的椭圆纯硅芯少模光纤,给出了光纤的设计原理与参考标准,运用全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件分析了光纤的传输特性.在1.4~1.65μm波长处,光纤处于稳定的HE_(11)和HE_(21)双模运转,模式有效折射率差大于1.8×10~(-3),避免了模间耦合和串扰;在工作波长1.55μm处,HE_(11)和HE_(21)模的色散系数分别为19.61和4.41ps/(nm·km),色散斜率分别为0.048和0.002ps/(nm~2·km),模场面积分别为97.17和143.96μm2,模式的衰减系数均小于0.21dB/km.该光纤的传输特性基本符合G.652和G.655光纤标准,可利用现有成熟的"预制棒拉丝工艺"制备,同时与波分复用技术相结合可以成倍提升光网络的传输容量,对于下一代通信网络带宽的提升具有重要意义.     

准光子晶体光纤的色散特性

设计了几种在较宽的通信区域色散平坦的准光子晶体光纤(PQF),借助于全矢量有限元法,分别研究了基于双包层结构的2种准晶格光子晶体光纤的色散特性。数值模拟结果指出:对于PQF1,通过合理选择结构的参数,在光通信窗口1.45～1.65μm的范围内准光子晶体光纤的色散数值可以控制在-2.41±0.28ps/(km.nm)。小幅度增大孔间距,可在1.350～1.736μm的较宽波长范围内得到一条近零平坦色散曲线,其色散值|D|可以控制在1 ps/(km.nm)左右,达到-0.45～0.57 ps/(km.nm)。对于PQF2,在1.45～1.68μm的范围内其色散值可以控制在4.795±0.355 ps/(km.nm)。     

通信系统中色散补偿光纤的研究

对五包层色散补偿光纤进行了研究,分析了各个参量对色散补偿光纤性能的影响,发现色散补偿光纤只有在一定范围的拉丝芯径内,以牺牲负色散数值为代价才能获得较大的负色散斜率。在1550nm处获得了不大于150ps/(nm·km)的负的总色散和负色散斜率的色散补偿光纤。采用在光纤拉丝时旋转预制棒的工艺减小了光纤的偏振模色散,并采用化学汽相沉积(MCVD)光纤生产工艺,研制出了性能较好的色散补偿光纤。     

一种新型高非线性色散平坦光子晶体光纤结构

提出了一种新的高非线性色散平坦光子晶体光纤结构,引入了一个衡量非线性和色散平坦的品质因子δ。采用平面波展开法,研究了气孔尺寸对光子晶体光纤色散特性和非线性的影响。新结构在第一圈空气孔的中间插入六个附加小孔,使得光子晶体光纤有更小的有效模场面积,提高了光纤的非线性。通过控制第一圈和第三圈空气孔以及附加小孔的直径,使得该光子晶体光纤在大约330 nm的波长范围内,光纤的色散系数介于±0.5 ps/(km.nm)之间,在大约230nm的波长范围内,光纤的色散系数介于±0.1 ps/(km.nm)之间,在大约200 nm的波长范围内,光纤的色散系数D的值介于±0.05 ps/(km.nm)之间。光纤的有效模场面积为2.26μm2。衡量非线性和色散平坦的品质因子δ=11.8 ps.W/μm2。     

中红外色散平坦硫系光子晶体光纤设计及性能研究

本文以自制Ge20Sb15Se65硫系玻璃为基质材料,设计一种正八边形结构色散平坦型中红外硫系光子晶体光纤,并采用多极法对其中红外色散和传输特性进行数值研究.结果表明:控制该光纤占空比(d/Λ)在0.323—0.367之间,其色散及传输特性在3—5μm范围内可调.当孔间距Λ=3.4μm,孔直径d=1.1μm时,光纤在4.1—4.9μm波段的色散值在0.8—0.8 ps·nm 1·km 1波动,且具备单模低损耗传输(Loss0.049dB/m),小模场面积(Aeff8.46μm2)特性,适合于中红外非线性应用领域.     

Maintaining single polarization and dispersion compensation with modified rectangular microstructure optical fiber

In this paper, we propose and numerically demonstrate a highly birefringent microstructure optical fiber which shows negative dispersion coefficient of about −288 to −550 ps/(nm km) covering S to L wavelength bands and −425 ps/(nm km) at the excitation wavelength 1550 nm. This proposed design successfully compensate the dispersion covering S to L communication bands ranging from 1460 to 1625 nm along with relative dispersion slope (RDS) perfectly matched to that of single mode fiber of about 0.0036 nm⁻¹. Apart from dispersion compensation, the designed MOF offers high birefringence of 2.94 × 10⁻² at 1550 nm and better compensation ratio with design simplicity due to circular air-holes in the fiber cladding.     

一种与标准单模光纤高适配的低弯曲损耗光子晶体光纤

设计并研制出一种与普通单模光纤高适配的低弯曲损耗光子晶体光纤. 结构采用光纤预制棒制作工艺上易于实现的掺锗芯六孔结构. 应用间接测量方法, 对其模式、弯曲及色散特性进行了系统的评估. 在波长1550 nm处研制光纤的模场面积为79.26 μm², 色散为21.7 ps·km^-1·nm^-1, 模场面积和色散特性与标准单模光纤具有高的适配性. 在光纤弯曲半径为5 mm时, 在波长1550 nm处的弯曲损耗为0.0365 dB/圈, 小于G.657B的弯曲损耗0.5 dB/圈. 研究成果为光纤到户用低弯曲损耗光纤的实用化奠定了良好的基础. 关键词： 光子晶体光纤 低弯曲损耗 光纤到户 高适配性     

Polarization maintaining holey fibers for residual dispersion compensation over S + C + L wavelength bands

We report on a highly birefringent holey fiber for broadband dispersion compensation covering the S, C, and L telecommunication bands i.e. wavelength ranging from 1460 to 1625 nm. The finite element method with circular perfectly matched layer boundary condition is used to investigate the guiding properties. Numerical analysis demonstrates that it is possible to obtain negative dispersion coefficient of about −470 to −850 ps/nm/km over S to L-bands and a relative dispersion slope perfectly matched with single mode fiber (SMF) of about 0.0036 nm⁻¹ at 1550 nm. At the same time birefringence of the order 2.53 × 10⁻² is realized at 1550 nm wavelength. Owing to superior optical properties of the proposed holey fiber, this can be a promising candidate for broadband dispersion compensation and sensing applications.     

Design of broadband nearly-zero flattened dispersion highly nonlinear photonic crystal fiber

We propose a new structure of broadband nearly-zero flattened dispersion highly nonlinear photonic crystal fiber （PCF）. Through optimizing the diameters of the first two inner rings of air-holes and the GeO2 doping concentration of the core, the nonlinear coefficient is up to 47 W^-1.km^-1 at the wavelength of 1.55 um and nearly-zero flattened dispersion of ±0.5 ps/（nm·km） is achieved in the telecommunication window （1460 - 1625 nm）. Due to the use of GeO2-doped core, this innovative structure can offer not only a large nonlinear coefficient and broadband nearly-zero flattened dispersion but also low leakage losses.     

少模多芯光纤的纤芯排布方法

提出一种3模12芯光纤的纤芯排布优化方法.在分析芯间串扰、弯曲半径阈值和相对纤芯多重性因子等特性后,给出了单圆形结构和方点阵结构的纤芯排布方法及优化方案.对于单圆形结构,在波长为1 625nm的情况下很难找到合适纤芯排布以使芯间串扰小于-30dB/100km并且使光缆截至波长小于1 530nm.对于方点阵结构,在波长为1 625nm,且弯曲半径大于弯曲半径阈值时,可使芯间串扰小于-30dB/100km,最大光缆截至波长不大于1 530nm,纤芯多重性因子可达到~15,这表明方点阵结构是一种比单圆形结构更适合3模12芯光纤的纤芯排布结构.     

Dispersion flattened photonic crystal fiber with high nonlinearity for supercontinuum generation at 1.55 μm

A robust design for a photonic crystal fiber (PCF) based on pure silica with small normal dispersion and high nonlinear coefficient for its dual concentric core structure is presented.This design is suitable for flat broadband supercontinuum (SC) generation in the 1.55-μm region.The numerical results show that the nonlinear coefficient of the proposed eight-ring PCF is 33.8 W -1 ·km -1 at 1550 nm.Ultraflat dispersion with a value between -1.65 and -0.335 ps/(nm·km) is obtained ranging from 1375 to 1625 nm.The 3-dB bandwidth of the SC is 125 nm (1496–1621 nm),with a fiber length of 80 m and a corresponding input peak power of 43.8 W.The amplitude noise is considered to be related to SC generation.For practical fabrication,the influence of the random imperfections of airhole diameters on dispersion and nonlinearity is discussed to verify the robustness of our design.