面向模分复用的少模光纤熔接失准容忍度分析方法

提出基于拉盖尔-高斯模的少模光纤熔接失准容忍度分析理论模型,剖析不同少模光纤归一化截止频率和纤芯半径参数熔接条件下,熔接点处空间模式耦合效率对横向偏移、旋转角度等熔接参数的容忍度变化规律,并以六模光纤(可支持LP₀₁、LP_11a、LP_11b、LP_21a、LP_21b和LP₀₂模式)熔接为例进行分析。数值分析结果表明,在不同光纤参数归一化截止频率V和纤芯半径a条件下,不同空间模式之间的耦合效率对熔接横向偏移量d和角度失配θ的容忍度呈现不同的分布规律。发送与接收少模光纤的V值相差越大,LP₀₁自耦合效率对熔接横向偏移量的容忍度越低,而不同纤芯半径a下熔接偏移量对自耦合效率的影响较光纤V的影响更显著等。因此,针对不同参数少模光纤熔接,需要严格控制熔接的横向偏移和角度失配,以达到理想的空间模式熔接耦合效率。该理论模型为评估少模光纤熔接质量及熔接参数匹配设计与优化提供了理论依据。