搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

少模光纤的弯曲损耗研究

郑兴娟 任国斌 黄琳 郑鹤玲

少模光纤的弯曲损耗研究

郑兴娟, 任国斌, 黄琳, 郑鹤玲
PDF
导出引用
  • 随着光纤通信容量的不断增加, 基于少模光纤的模分复用技术由于其多信道复用、 高频谱效率及低非线性效应成为目前提高光纤通信容量的研究热点. 本文推导得到了适用于少模光纤中高阶模式弯曲损耗的计算公式, 系统研究了下陷层辅助弯曲不敏感抛物线型少模光纤的主要参数(包括芯层半径、芯层到下陷层距离、下陷层宽度及下陷层折射率差)对其弯曲损耗特性的影响. 研究表明: 对于少模光纤, 模式阶数越高, 光纤的弯曲敏感性越高; 随纤芯与下陷层间距离的变化, 光纤各阶模式的弯曲损耗均存在一个最小值. 本文结论对弯曲不敏感少模光纤的设计、制造及少模光纤弯曲性能优化具有指导意义.
      通信作者: 任国斌, gbren@bjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61178008)和中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: 2011RC050)资助的课题.
    [1]

    Desurvire E B 2006 J. Lightwave Technol. 24 4697

    [2]

    Morioka T 2009 Proceedings of the 14th Opto-Electronics and Communications Conference Hong Kong, China, July 13-17, 2009 p1

    [3]

    Yan L S, Liu X, Shieh W 2011 IEEE Photon. J. 3 325

    [4]

    Essiambre R J, Kramer G, Winzer P, Foschini G J, Goebel B 2010 J. Lightwave Technol. 28 662

    [5]

    Xie Y W, Fu S N, Zhang H L, Tang M, Shen P, Liu D M 2013 Acta Opt. Sin. 9 09060101 (in Chinese) [谢意维, 付松年, 张海亮, 唐明, 沈平, 刘德明 2013 光学学报 9 09060101]

    [6]

    Yao S C, Fu S N, Zhang M M, Tang M, Shen P, Liu D M 2013 Acta Phys. Sin. 62 144215 (in Chinese) [姚殊畅, 付松年, 张敏明, 唐明, 沈平, 刘德明 2013 物理学报 62 144215]

    [7]

    Marcuse D 1976 J. Opt. Soc. Am. 66 311

    [8]

    Watekar P R, Ju S, Yoon Y S, Lee Y S, Han W T 2008 Opt. Express 16 13545

    [9]

    Watekar P R, Ju S, Htein L, Han W T 2010 Opt. Express 18 13761

    [10]

    Goto Y, Nakajima K, Kurashima T 2012 Proceeding of the 17th Opto-electronics and Communications Conference (OECC) BuSan, July 2-6, 2012 p813

    [11]

    Lin Z 2014 Ph. D. Dissertation (Beijing: Beijing Jiaotong University) (in Chinese) [林桢2007博士学位论文 (北京:北京交通大学)]

    [12]

    Li H S, Ren G B, Gao Y X, Lian Y D, Cao M, Jian S S 2015 IEEE Photon. Technol. Lett. 27 1293

    [13]

    Jiang S S, Liu Y, Xing E J 2015 Acta Phys. Sin. 64 064212 (in Chinese) [姜姗姗, 刘艳, 邢尔军 2015 物理学报 64 064212]

    [14]

    Schulze C, Lorenz A, Flamm D, Hartung A, Schrter S, Bartelt H, Duparr M 2013 Opt. Express 21 3170

    [15]

    Lars G N, Sun Y, Nicholson J W, Jakobsen D, Jespersen K G, Lingle R, Palsdottir B 2012 J. Lightwave Technol. 30 3693

    [16]

    Denis D 2009 Opt. Express 17 22081

    [17]

    Lin Z, Zheng S W, Ren G B, Jian S S 2013 Acta Phys. Sin. 62 064214 (in Chinese) [林桢, 郑斯文, 任国斌, 简水生 2013 物理学报 62 064214]

    [18]

    Faustini L, Martini G 1997 J. Lightwave Technol. 15 671

    [19]

    Wang Q, Farrell G, Feir T 2005 Opt. Express 13 4476

    [20]

    Vassallo C 1985 Opt. Quantum. Electron 17 201

    [21]

    Vassallo C 1985 J. Lightwave Technol. LT-3 416

    [22]

    Li H S, Ren G B, Yin B, Lian Y D, Bai Y L, Jian W, Jian S S 2015 Opt. Common. 352 84

    [23]

    Hagen R 1992 J. Lightwave Technol. 10 543

    [24]

    Ren G B, Lin Z, Zheng SW, Jian S S 2013 Opt. Lett. 38 781

    [25]

    Zhang Z Y, Ren G B, Zhou D A, Wu J L 2014 Laser Opt. Electron. Prog. 51 78 (in Chinese) [张子阳, 任国斌, 周定安, 吴家梁 2014 激光与光电子学进展 51 78]

    [26]

    Schermer R T, Cole J H 2007 IEEE J. Quantum. Electron 43 899

  • [1]

    Desurvire E B 2006 J. Lightwave Technol. 24 4697

    [2]

    Morioka T 2009 Proceedings of the 14th Opto-Electronics and Communications Conference Hong Kong, China, July 13-17, 2009 p1

    [3]

    Yan L S, Liu X, Shieh W 2011 IEEE Photon. J. 3 325

    [4]

    Essiambre R J, Kramer G, Winzer P, Foschini G J, Goebel B 2010 J. Lightwave Technol. 28 662

    [5]

    Xie Y W, Fu S N, Zhang H L, Tang M, Shen P, Liu D M 2013 Acta Opt. Sin. 9 09060101 (in Chinese) [谢意维, 付松年, 张海亮, 唐明, 沈平, 刘德明 2013 光学学报 9 09060101]

    [6]

    Yao S C, Fu S N, Zhang M M, Tang M, Shen P, Liu D M 2013 Acta Phys. Sin. 62 144215 (in Chinese) [姚殊畅, 付松年, 张敏明, 唐明, 沈平, 刘德明 2013 物理学报 62 144215]

    [7]

    Marcuse D 1976 J. Opt. Soc. Am. 66 311

    [8]

    Watekar P R, Ju S, Yoon Y S, Lee Y S, Han W T 2008 Opt. Express 16 13545

    [9]

    Watekar P R, Ju S, Htein L, Han W T 2010 Opt. Express 18 13761

    [10]

    Goto Y, Nakajima K, Kurashima T 2012 Proceeding of the 17th Opto-electronics and Communications Conference (OECC) BuSan, July 2-6, 2012 p813

    [11]

    Lin Z 2014 Ph. D. Dissertation (Beijing: Beijing Jiaotong University) (in Chinese) [林桢2007博士学位论文 (北京:北京交通大学)]

    [12]

    Li H S, Ren G B, Gao Y X, Lian Y D, Cao M, Jian S S 2015 IEEE Photon. Technol. Lett. 27 1293

    [13]

    Jiang S S, Liu Y, Xing E J 2015 Acta Phys. Sin. 64 064212 (in Chinese) [姜姗姗, 刘艳, 邢尔军 2015 物理学报 64 064212]

    [14]

    Schulze C, Lorenz A, Flamm D, Hartung A, Schrter S, Bartelt H, Duparr M 2013 Opt. Express 21 3170

    [15]

    Lars G N, Sun Y, Nicholson J W, Jakobsen D, Jespersen K G, Lingle R, Palsdottir B 2012 J. Lightwave Technol. 30 3693

    [16]

    Denis D 2009 Opt. Express 17 22081

    [17]

    Lin Z, Zheng S W, Ren G B, Jian S S 2013 Acta Phys. Sin. 62 064214 (in Chinese) [林桢, 郑斯文, 任国斌, 简水生 2013 物理学报 62 064214]

    [18]

    Faustini L, Martini G 1997 J. Lightwave Technol. 15 671

    [19]

    Wang Q, Farrell G, Feir T 2005 Opt. Express 13 4476

    [20]

    Vassallo C 1985 Opt. Quantum. Electron 17 201

    [21]

    Vassallo C 1985 J. Lightwave Technol. LT-3 416

    [22]

    Li H S, Ren G B, Yin B, Lian Y D, Bai Y L, Jian W, Jian S S 2015 Opt. Common. 352 84

    [23]

    Hagen R 1992 J. Lightwave Technol. 10 543

    [24]

    Ren G B, Lin Z, Zheng SW, Jian S S 2013 Opt. Lett. 38 781

    [25]

    Zhang Z Y, Ren G B, Zhou D A, Wu J L 2014 Laser Opt. Electron. Prog. 51 78 (in Chinese) [张子阳, 任国斌, 周定安, 吴家梁 2014 激光与光电子学进展 51 78]

    [26]

    Schermer R T, Cole J H 2007 IEEE J. Quantum. Electron 43 899

  • [1] 林桢, 郑斯文, 任国斌, 简水生. 七芯及十九芯大模场少模光纤的特性研究和比对分析. 物理学报, 2013, 62(6): 064214. doi: 10.7498/aps.62.064214
    [2] 郭艳艳, 侯蓝田. 全固态八边形大模场光子晶体光纤的设计. 物理学报, 2010, 59(6): 4036-4041. doi: 10.7498/aps.59.4036
    [3] 郑斯文, 林桢, 任国斌, 简水生. 一种新型多芯-双模-大模场面积光纤的设计和分析. 物理学报, 2013, 62(4): 044224. doi: 10.7498/aps.62.044224
    [4] 廖文英, 范万德, 李园, 陈君, 卜凡华, 李海鹏, 王新亚, 黄鼎铭. 新型全固态准晶体结构大模场光纤特性研究. 物理学报, 2014, 63(3): 034206. doi: 10.7498/aps.63.034206
    [5] 靳文星, 任国斌, 裴丽, 姜有超, 吴越, 谌亚, 杨宇光, 任文华, 简水生. 环绕空气孔结构的双模大模场面积多芯光纤的特性分析. 物理学报, 2017, 66(2): 024210. doi: 10.7498/aps.66.024210
    [6] 张燕君, 高浩雷, 付兴虎, 田永胜. 少模光纤的不同模式布里渊散射特性. 物理学报, 2017, 66(2): 024207. doi: 10.7498/aps.66.024207
    [7] 姚殊畅, 付松年, 张敏明, 唐明, 沈平, 刘德明. 基于少模光纤的模分复用系统多输入多输出均衡与解调 . 物理学报, 2013, 62(14): 144215. doi: 10.7498/aps.62.144215
    [8] 肖亚玲, 刘艳格, 王志, 刘晓颀, 罗明明. 基于少模光纤的全光纤熔融模式选择耦合器的设计及实验研究. 物理学报, 2015, 64(20): 204207. doi: 10.7498/aps.64.204207
    [9] 王瑜浩, 武保剑, 郭飚, 文峰, 邱昆. 基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器. 物理学报, 2020, 69(7): 074202. doi: 10.7498/aps.69.20191858
    [10] 罗雪雪, 陶汝茂, 刘志巍, 史尘, 张汉伟, 王小林, 周朴, 许晓军. 少模光纤放大器中的准静态模式不稳定实验研究. 物理学报, 2018, 67(14): 144203. doi: 10.7498/aps.67.20180140
    [11] 薛艳茹, 田朋飞, 金娃, 赵能, 靳云, 毕卫红. 基于少模长周期光纤叠栅的模式转换器. 物理学报, 2019, 68(5): 054204. doi: 10.7498/aps.68.20181674
    [12] 姜珊珊, 刘艳, 邢尔军. 低差分模式时延少模光纤的有限元分析及设计. 物理学报, 2015, 64(6): 064212. doi: 10.7498/aps.64.064212
    [13] 万峰, 武保剑, 曹亚敏, 王瑜浩, 文峰, 邱昆. 空频复用光纤中四波混频过程的解析分析方法. 物理学报, 2019, 68(11): 114207. doi: 10.7498/aps.68.20182129
    [14] 盛新志, 娄淑琴, 尹国路, 鹿文亮, 王鑫. 一种与标准单模光纤高适配的低弯曲损耗光子晶体光纤. 物理学报, 2013, 62(10): 104217. doi: 10.7498/aps.62.104217
    [15] 娄淑琴, 鹿文亮, 王鑫. 新型抗弯曲大模场面积光子晶体光纤. 物理学报, 2013, 62(4): 044201. doi: 10.7498/aps.62.044201
    [16] 王鑫, 娄淑琴, 鹿文亮. 新型三角芯抗弯曲大模场面积光子晶体光纤. 物理学报, 2013, 62(18): 184215. doi: 10.7498/aps.62.184215
    [17] 张敬花, 乔学光, 冯忠耀, 忽满利, 高宏, 周锐, 杨扬. 基于弯曲伸张结构的光纤光栅传感研究. 物理学报, 2012, 61(5): 054215. doi: 10.7498/aps.61.054215
    [18] 文峰, 武保剑, 李智, 李述标. 基于全光纤萨格纳克干涉仪的温度不敏感磁场测量. 物理学报, 2013, 62(13): 130701. doi: 10.7498/aps.62.130701
    [19] 姚凯伦, 李占杰, 邢彪. 聚乙炔孤子的二维局域振动模及其键弯曲势的影响. 物理学报, 1992, 41(1): 87-96. doi: 10.7498/aps.41.87
    [20] 邱康生, 赵彦辉, 刘相波, 冯宝华, 许秀来. 弯曲氧化锌微米线微腔中的回音壁模. 物理学报, 2014, 63(17): 177802. doi: 10.7498/aps.63.177802
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1524
  • PDF下载量:  281
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-10
  • 修回日期:  2015-12-01
  • 刊出日期:  2016-03-05

少模光纤的弯曲损耗研究

  • 1. 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044;
  • 2. 北京交通大学, 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044;
  • 3. 国家电网山东省电力公司临沂供电公司, 临沂 276000
  • 通信作者: 任国斌, gbren@bjtu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61178008)和中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: 2011RC050)资助的课题.

摘要: 随着光纤通信容量的不断增加, 基于少模光纤的模分复用技术由于其多信道复用、 高频谱效率及低非线性效应成为目前提高光纤通信容量的研究热点. 本文推导得到了适用于少模光纤中高阶模式弯曲损耗的计算公式, 系统研究了下陷层辅助弯曲不敏感抛物线型少模光纤的主要参数(包括芯层半径、芯层到下陷层距离、下陷层宽度及下陷层折射率差)对其弯曲损耗特性的影响. 研究表明: 对于少模光纤, 模式阶数越高, 光纤的弯曲敏感性越高; 随纤芯与下陷层间距离的变化, 光纤各阶模式的弯曲损耗均存在一个最小值. 本文结论对弯曲不敏感少模光纤的设计、制造及少模光纤弯曲性能优化具有指导意义.

English Abstract

参考文献 (26)

目录

    /

    返回文章
    返回