提出了一種具有雙模大模場(chǎng)面積的多芯光纖,建立了該多芯光纖的電磁場(chǎng)模型并采用有限元方法對(duì)其進(jìn)行求解。基于該模型研究了光纖的模式特性和彎曲特性,系統(tǒng)分析了纖芯間距、纖芯半徑和芯包折射率差對(duì)光纖模式特性和基模有效模場(chǎng)面積的影響。結(jié)果表明:通過(guò)引入空氣孔并適當(dāng)減少纖芯間距、纖芯半徑和芯包折射率差,該光纖能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的雙模傳輸。保持雙模傳輸時(shí),通過(guò)增大纖芯間距,減小纖芯半徑和芯包折射率差均有助于增大基模的模場(chǎng)面積。通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),在近似滿(mǎn)足雙模傳輸?shù)臈l件下,光纖的基模模場(chǎng)面積在平直狀態(tài)下可達(dá)到3 155μm2。 

【文章來(lái)源】：半導(dǎo)體光電. 2020,41(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

設(shè)計(jì)的多芯光纖橫截面結(jié)構(gòu)示意圖

比較圖2和3可知，引入空氣孔后高階模式的數(shù)量減少，這是因?yàn)閮蓚?cè)及外層的空氣孔形成了高階模的泄露通道，打破了高階模的圓對(duì)稱(chēng)性，增加了高階模的泄露損耗，光纖中只能傳輸2個(gè)基模HE11模和2個(gè)二階模HE21模，即實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的雙模傳輸。2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光纖特性的影響

設(shè)置rco=2.1μm，Δn=0.002，λ=1 550nm，各個(gè)模式有效折射率neff隨纖芯間距Λ的變化如圖4(a）所示。圖中，HE11模和HE21模均只用一條曲線(xiàn)表示，Higher表示最接近截止的高階模的有效折射率。可以看出，隨著纖芯間距的增大，HE11模和HE21模的有效折射率都逐漸減小，高階模的折射率則逐漸增加。當(dāng)Λ>12μm時(shí)，高階模式滿(mǎn)足傳輸條件，此時(shí)不能?chē)?yán)格實(shí)現(xiàn)雙模傳輸，但Λ<14μm時(shí)也能近似實(shí)現(xiàn)雙模傳輸�；５哪�(chǎng)面積Aeff隨纖芯間距Λ的變化如圖4(b）所示�？梢钥闯�，隨著纖芯間距的增大，基模的Aeff逐漸增大。在纖芯間距相同時(shí)，HE11-y模的模場(chǎng)面積略大于HE11-x模，且隨著Λ的增大，兩個(gè)模式的模場(chǎng)面積差逐漸增大。當(dāng)Λ從8μm增加到13μm時(shí)，HE11-y模的Aeff從1 163μm2增加到3 155μm2,HE11-x模的Aeff從1 163μm2增加到3 021μm2。由圖4可知，當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)，適當(dāng)增大Λ值，在保證雙模傳輸?shù)那闆r下能實(shí)現(xiàn)增大模場(chǎng)面積的目的。


本文編號(hào)：3342244