基于背向瑞利散射的少模光纤模式耦合精密测量及其应用

本文主要探讨了基于背向瑞利散射原理在少模光纤（few-mode fiber）模式耦合测量中的应用。少模光纤因其较高的模间损耗和复杂模式结构，在模分复用（MDM）系统中经常导致传输性能下降，这限制了MDM技术的大规模实际应用。因此，精确测量少模光纤的模式耦合系数及其对系统性能的影响具有重要意义，它有助于损伤补偿策略的制定和优化。 当前，少模光纤的模式耦合测量方法存在一定的局限性，可能包括测量精度、复杂度或适用性的问题。为了克服这些挑战，作者提出了一种新颖的测量系统设计，该系统利用了模式转换器/解复用器和光纤环形器的组合。这个系统的核心原理是利用背向瑞利散射，这是一种非线性光学现象，当光束通过光纤时，高次模式会转化为低次模式，通过这种方式间接测量模式耦合。 系统通过与多输入多输出功率分析（MIMO power analysis）的测量结果进行对比，来验证其性能。实验结果显示，新设计的系统能够有效地测量长达9.8公里的少模光纤中模式耦合的分布情况，并且测量结果稳定，这意味着它在实际应用中具有很高的可靠性。 研究的关键点在于将理论与实践相结合，通过创新的测量手段，提高了对少模光纤模式耦合的精确度，这对于理解和优化MDM系统的性能有着直接的推动作用。此外，这项工作还可能为其他光通信领域，如信号处理、光纤通信网络设计以及新型光纤器件的研发提供有价值的参考。 这篇文章为少模光纤的模式耦合测量提供了一个新的解决方案，展示了如何利用背向瑞利散射这一物理现象来提升测量精度和稳定性，从而助力光通信技术的发展。通过这种改进，有望解决MDM技术在实际应用中的问题，促进其在更广泛的场景下得以广泛应用。