基于多模干涉效应的多芯光纤模式复用/解复用器

"一种用于多芯光纤的新型模式复用器/解复用器，基于多模干涉（MMI）效应，能区分多芯光纤中的不同超模。该设备的输出端口数量指示了多芯光纤内的超模数量，适合作为光纤系统的一部分集成。关键词包括多模波导、模式分复用。" 在光纤通信领域，随着数据传输需求的不断增长，提高光纤的传输容量成为了一个关键的研究方向。本文提出了一种新颖的模式复用器/解复用器，特别适用于多芯光纤（MCFs），旨在利用模式分复用（MDMA）技术来增强系统的传输能力。MDMA是一种利用光的模式作为信息载体的复用技术，相较于传统的频分复用和时分复用，它可以极大地提升信道的使用效率。 多模干涉（MMI）效应是该模式复用器/解复用器的核心机制。MMI器件通常由一段宽芯区的光纤或光波导构成，其内部的模式干涉现象可以实现不同模式之间的能量转移。在这种新型设计中，由于MMI耦合器的传输矩阵行与线性排列的多芯光纤的模态分布巧合，配合相位调制器阵列，MMI器件能够识别并分离MCFs中的不同超模。超模是多芯光纤中的一种特殊模式，由多个单模同时传播形成，具有更高的数据承载潜力。 论文详细介绍了理论推导和数值模拟过程，以证明该设备的复用/解复用性能。通过理论分析，展示了如何通过调整相位调制器来精确控制不同超模之间的相互作用，从而实现有效的模式复用和解复用。此外，该模式复用器/解复用器可以是光纤基的或是光波导基的，易于与现有的光纤系统集成，具有良好的实用性和扩展性。 在介绍中，作者提到了MDMA最近因高传输容量而受到广泛关注。这表明，随着互联网和云计算等领域的快速发展，对高速大容量传输的需求日益迫切，模式分复用技术有望成为下一代光纤通信的关键技术之一。通过这种新型的模式复用器/解复用器，可以更有效地利用多芯光纤的全部潜力，推动光纤通信技术的进步。