异质结构低串扰少模多芯光纤的设计与性能优化

本文主要探讨了一种基于异质结构的创新设计——低串扰3-LP模12芯光纤。这种光纤的核心在于其独特的光纤芯构造，采用异质无沟槽辅助的环形折射率分布，这种设计旨在提高光纤的性能，特别是减少芯间串扰，以满足现代通信系统对高数据传输速率的需求。 在设计过程中，研究者使用COMSOL软件进行详尽的数值模拟和分析。结果显示，异质结构显著降低了LP01、LP11和LP21模式的芯间串扰，具体表现为LP01模式的串扰值达到-0.78 dB/km，LP11模式为-0.66 dB/km，LP21模式为-0.4 dB/km。这意味着信号在传输过程中受到的干扰较小，从而提高了信号的稳定性和传输质量。 此外，异质结构还通过增大有效模场面积来优化光波在纤芯内的传播效率。对于这种12芯光纤，有效模场面积分别对应于LP01模的150 μm²，LP11模的166 μm²，以及LP21模的200 μm²，这些数值对于减少模式分散，提升信号聚焦性至关重要。 在光纤排列方式上，研究人员选择了方点阵型，这种排列使得整个光纤结构具有包层直径约为213.8 μm的特点，同时保持了相对较高的纤芯复用因子，即26.9。这意味着在相同的物理空间内，可以容纳更多的信息通道，从而为通信系统的容量升级和扩容提供了有效的硬件支持。 总结来说，本文的贡献在于提出了一种新型的异质结构少模多芯光纤设计，它在保证低串扰传输的同时，提升了核心性能参数，为未来高速、大容量的光纤通信系统的发展提供了关键技术方案。这不仅有利于现有通信网络的优化升级，也为下一代光纤通信技术的研发奠定了坚实基础。