增强环光纤的OAM模式传输：新型结构与优化设计

本文主要探讨了改进环光纤结构中轨道角动量（OAM）模式的特性分析。传统的环光纤在传输光波时，OAM模式间的有效折射率差较小，导致模式间的简并现象，即多个模式可能会在同一频率下传播，这会引起模间串扰，降低光纤通信的质量。为解决这一问题，研究者提出了一种创新设计，即在原环光纤中增加一层高折射率材料。 高折射率层的应用使得模式重组效应得以增强，这种效应指的是光波在高折射率介质中传播时，其模式分布会重新排列，进而改变了不同OAM模式之间的相位差和折射率差。通过精确的数值仿真，研究人员对改进环光纤的参数进行优化，例如折射率梯度、高折射率层的厚度和位置等，以最大化模式重组效果，最终实现了大约10^-3的显著有效折射率差。 这一优化的结果显著降低了模间串扰，提高了OAM模式的传输效率和稳定性。在实际应用中，这可能意味着更高的数据容量和更长的传输距离，因为OAM模式的独立性对于多模式光纤通信系统具有重要意义。此外，由于OAM模式利用了光的旋转变换，它在量子通信、信息编码以及微纳光学等领域具有潜在的应用价值。 本文的工作不仅提升了环光纤在光纤光学领域的技术性能，也为探索利用OAM模式进行新型光通信提供了理论支持和实践指导。其研究成果对于推动光纤通信技术的发展和拓宽光通信的新边界具有重要意义。关键词包括：光纤光学、轨道角动量、环光纤、有效折射率、模式重组效应，以及相关的学术分类O438。该研究发表于《中国激光》杂志，获得了DOI:10.3788/LOP52.080604，显示了作者黄桂勇、周守利等人在中国科学界对此领域的深入探究和贡献。