一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤制造技术

本发明专利技术公开了一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，属于特种光纤、光纤通信、信号处理领域。多芯光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1

【技术实现步骤摘要】
一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤


[0001]本专利技术涉及了一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，属于特种光纤、光纤通信、信号处理领域。

技术介绍

[0002]现代信息技术的发展促使物联网、云计算和人工智能等技术向各行业全面融合渗透，使得网络数据流量激增。然而，光纤通信作为数据传输承载网络的基石，随着时分复用、波分复用、偏振复用等技术的应用，受非线性制约，单模光纤的容量已接近香农极限，提升困难。大量的铺设多根单模光纤线缆又会带来体积的耗费与容限，这一问题尤其在需要处理海量数据的数据中心亟待解决。空分复用技术以多芯光纤或少模光纤为载体，在同一光纤中，复用多个信道，在不增加光缆铺设面积的同时，成倍的提高光纤通信容量。
[0003]多芯超模光纤是指在同一包层中的多个芯子芯间距较为接近时，多个芯子共同形成芯子区域，支持一定数量的模式传输，称为超模
[0004](超模只是一种名称的定义，其模式数量与模场分布仍与传统单芯少模光纤类似，用LP
mn
来表示)。多芯超模光纤利用多芯的结构实现少模传输特性。相较于普通单芯少模光纤，多芯超模光纤具有超大的模场面积，其用于光纤通信系统传输时，可显著减小非线性效应影响，利于脉冲保持，减少信号畸变。但是，光传输过程中，由于光纤本征吸收与散射等损耗，信号在长距离传输时需掺铒放大器对其能量进行补偿。由于多芯超模光纤中不同LP模式的模场分布不同，当对信号进行放大时，信号模式之间会产生增益竞争，从而获得不同的增益(由于基模能量更集中，一般基模获得的增益最大)，加之每个模式在光纤中的传输损耗不同，这种能量差异会随着传输距离累积，很可能导致系统的中断和接收端误码率的升高，甚至破坏整个通信系统。但针对多芯超模光纤通信系统的放大器鲜有报道。因此，为保持信号的有效传输，配置相应的多芯超模光纤放大器尤为重要，若要实现模式间的增益均衡，多芯掺铒超模光纤是核心。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是，针对目前可实现光纤扩容并提高系统抗非线性能力的多芯超模光纤通信系统，提供一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，铒离子可通过选择性的掺杂于不同的芯子，灵活调控模式增益。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
[0008]多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子和两层边界芯子，十九个芯子呈正六边形均匀分布，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，由于芯子距离较近，芯子间耦合效应显著，多个芯子共同支持超模传输，铒离子在除中心芯子外的边界中掺杂，即双环形掺杂，用于基模与高阶模的增益均衡。
[0009]本专利技术的有益效果具体如下：
[0010]本结构主要利用距离较近的多个芯子支持超模传输，再利用选择性的铒离子掺杂实现模式的增益均衡。
附图说明
[0011]图1为一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤横截面图。
[0012]图2为单环形掺杂的多芯掺铒超模光纤横截面图。
[0013]图3为双梯形掺杂的多芯掺铒超模光纤横截面图。
[0014]图4为矩形掺杂的多芯掺铒超模光纤横截面图。
[0015]图5为环形掺杂的七芯掺铒超模光纤横截面图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图1至5对一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤作进一步描述。
[0017]实施例一
[0018]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
[0019]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1
‑
1)～(1
‑
6)以及第二层芯子(2
‑
1)～(2
‑
12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1
‑
1)～(1
‑
6)以及第二层芯子(2
‑
1)～(2
‑
12)中掺杂。
[0020]本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，采用第一层单环形掺杂，结构如图2所示。
[0021]实施例二
[0022]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
[0023]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1
‑
1)～(1
‑
6)以及第二层芯子(2
‑
1)～(2
‑
12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1
‑
1)～(1
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6)以及第二层芯子(2
‑
1)～(2
‑
12)中掺杂。
[0024]本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，采用双梯形掺杂，结构如图3所示。
[0025]实施例三
[0026]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
[0027]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1
‑
1)～(1
‑
6)以及第二层芯子(2
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1)～(2
‑
12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间
距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1
‑
1)～(1
‑
6)以及第二层芯子(2
‑
1)～(2
‑
12)中掺杂。
[0028]本实施例中用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，采用矩形掺杂，结构如图4所示。
[0029]实施例四
[0030]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，该光纤包括：十九个芯子、包层以及有源掺杂区；具体结构为：
[0031]一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1
‑
1)～(1
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6)以及第二层芯子(2
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1)～(2
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12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于增益均衡的多芯掺铒超模光纤，其特征在于：多芯掺铒超模光纤中含有十九个芯子，分别为中心芯子(1)和第一层芯子(1
‑
1)～(1
‑
6)以及第二层芯子(2
‑
1)～(2
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12)，十九个芯子呈正六边形均匀分布，位于同一包层(2)内，芯子半径在4～6μm之间，芯间距在10～16μm之间，由于芯子距离较近，十九个芯子共同形成纤芯区域(3)，支持超模传输，铒离子在除中心芯子(1)外的第一层芯子(1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建帅，裴丽，郑晶晶，李祉祺，赵琦，徐琳，宁提纲，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：