【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信，更具体地，涉及一种基于oam复用的环芯多芯光纤及相应的光器件。
技术介绍
1、随着云计算、物联网、高清电视、虚拟现实等大数据量业务的兴起和普及，光纤通信网络的传输能力要求越来越高。通过超信道复用技术可以将单根光纤容量提高至100tb/s以上，逼近了单根光纤的香农理论极限。因此，进一步深入研究并发展高频谱效率的超大容量光纤通信技术，解决光纤通信网络进一步扩容的问题显得极为迫切。
2、空分复用（space division multiplexing，简写为sdm）技术利用环芯多芯光纤（multi core fiber，简写为mcf）或少模光纤（few mode fiber，简写为fmf）甚至多芯/少模结合的新型光纤提供多个独立的物理信道来并行传输数据，可以极大地增强光传输系统的频谱效率，提高光纤通信容量，降低成本。因而sdm技术被认为是解决单模光纤容量危机的有效途径。相比于少模光纤中存在的较大的模间色散或模间串扰，环芯多芯光纤内芯间串扰更容易控制，因而在互连密度、容量扩展性和传输距离上更具优势。轨道角动量（obitalangular momentum，简写为oam）是区别于电磁波电场强度的另一个重要物理量，它为电磁波提供了除频率、相位和空间之外的另一个维度。oam复用通过调制光的轨道角动量状态，使得同一波长的光可以携带多个独立的信号。这种方法与传统的波分复用（wavelengthdivision multiplexing，简写为wdm）和时分复用（time-division multiplexing
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于oam复用的环芯多芯光纤及相应的光器件，其目的在于减小模式间耦合和衰减以及提升传输容量，由此解决oam复用系统在单芯光纤中传输多模式oam信号时，存在模式间耦合和衰减的问题，影响了信号质量和系统性能，以及传输容量较低的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于oam复用的环芯多芯光纤，所述环芯多芯光纤包括：至少两个环芯组合区1以及包裹所述至少两个环芯组合区1的外包层2，所述至少两个环芯组合区1等距分布在光纤轴外周，所述至少两个环芯组合区1具有预定的折射率；
3、所述环芯组合区1包括纤芯10和包裹所述纤芯10的内包层11，所述纤芯10用于传输光信号，所述内包层11用于减少纤芯10间的信号干扰。
4、进一步地，所述环芯组合区1的数目为四个，四个所述环芯组合区1关于所述光纤轴呈中心对称排布。
5、进一步地，所述环芯组合区1的数目为七个，其中一个所述环芯组合区1位于所述光纤轴处，其余六个所述环芯组合区1关于所述光纤轴呈中心对称排布。
6、进一步地，所述纤芯10的直径为5μm~15μm，所述纤芯10相对于外包层2的相对折射率差为0.15%~0.45%。
7、进一步地，所述纤芯10的直径为5μm~50μm，所述纤芯10的几何中心处相对于外包层2的相对折射率差为0.20%~1.50%。
8、进一步地，所述环芯组合区1的折射率为渐变型或阶跃型。
9、为实现上述目的，按照本专利技术的另一个方面，提供了一种基于oam复用的光器件，所述基于oam复用的光器件包括至少一个oam复用器、第一多芯复用器、所述的基于oam复用的环芯多芯光纤、第二多芯复用器和至少一个oam解复用器；
10、每个所述oam复用器用于接收至少一个oam信号，所述第一多芯复用器的输入端与所述oam复用器的输出端连接，所述第二多芯复用器的输出端与所述基于oam复用的环芯多芯光纤的一端连接，所述基于oam复用的环芯多芯光纤的另一端与所述第二多芯复用器的输入端连接，所述第二多芯复用器的输出端与所述oam解复用器连接。
11、进一步地，所述基于oam复用的光器件还包括：oam信号生成器和光电探测器，所述oam信号生成器与所述oam复用器连接；
12、所述oam信号生成器用于生成oam信号；
13、所述光电探测器用于接收由所述oam解复用器所解调出的光信号。
14、进一步地，所述oam信号生成器为螺旋相位板、空间光调制器或模式转换器。
15、进一步地，所述oam复用器为多模光纤耦合器或者特殊设计的微结构光纤。
16、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：环芯多芯光纤提供了多个独立的物理信道来并行传输数据，通过高效的oam模式复用技术，在有限的空间内数倍提升光纤通信容量，从而显著增强数据传输的效率和可靠性，特别适用于数据中心等空间有限、大数据流量的场景。内包层11包绕在每个纤芯10的外部，采用特殊的折射率设计以减少纤芯10间的信号干扰，减小模式间耦合和衰减。
17、进一步地，利用oam复用技术，通过在不同纤芯10间引入不同的oam模式，实现信号的多路复用。这种方式可以在同一波长上叠加多个独立的信号通道，极大地提高了光纤的频谱效率。利用特定的光学器件如螺旋相位板或模式变换器在发射端产生不同的oam模式信号，并通过复用器将其耦合进不同的纤芯10。在接收端，利用解复用器和相应的模式检测技术，对不同oam模式进行分离和解调。
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1.一种基于OAM复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯多芯光纤包括：至少两个环芯组合区（1）以及包裹所述至少两个环芯组合区（1）的外包层（2），所述至少两个环芯组合区（1）等距分布在光纤轴外周，所述至少两个环芯组合区（1）具有预定的折射率；
2.根据权利要求1所述的基于OAM复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯组合区（1）的数目为四个，四个所述环芯组合区（1）关于所述光纤轴呈中心对称排布。
3.根据权利要求1所述的基于OAM复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯组合区（1）的数目为七个，其中一个所述环芯组合区（1）位于所述光纤轴处，其余六个所述环芯组合区（1）关于所述光纤轴呈中心对称排布。
4.根据权利要求1所述的基于OAM复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述纤芯（10）的直径为5μm~15μm，所述纤芯（10）相对于外包层（2）的相对折射率差为0.15%~0.45%。
5.根据权利要求1所述的基于OAM复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述纤芯（10）的直径为5μm~50μm，所述纤芯（10）的几何中心处相对于外包层（2）
6.根据权利要求1所述的基于OAM复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯组合区（1）的折射率为渐变型或阶跃型。
7.一种基于OAM复用的光器件，其特征在于，所述基于OAM复用的光器件包括至少一个OAM复用器、第一多芯复用器、如权利要求1~6任一项所述的基于OAM复用的环芯多芯光纤、第二多芯复用器和至少一个OAM解复用器；
8.根据权利要求7所述的基于OAM复用的光器件，其特征在于，所述基于OAM复用的光器件还包括：OAM信号生成器和光电探测器，所述OAM信号生成器与所述OAM复用器连接；
9.根据权利要求8所述的基于OAM复用的光器件，其特征在于，所述OAM信号生成器为螺旋相位板、空间光调制器或模式转换器。
10.根据权利要求7所述的基于OAM复用的光器件，其特征在于，所述OAM复用器为多模光纤耦合器或者特殊设计的微结构光纤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于oam复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯多芯光纤包括：至少两个环芯组合区（1）以及包裹所述至少两个环芯组合区（1）的外包层（2），所述至少两个环芯组合区（1）等距分布在光纤轴外周，所述至少两个环芯组合区（1）具有预定的折射率；
2.根据权利要求1所述的基于oam复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯组合区（1）的数目为四个，四个所述环芯组合区（1）关于所述光纤轴呈中心对称排布。
3.根据权利要求1所述的基于oam复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述环芯组合区（1）的数目为七个，其中一个所述环芯组合区（1）位于所述光纤轴处，其余六个所述环芯组合区（1）关于所述光纤轴呈中心对称排布。
4.根据权利要求1所述的基于oam复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述纤芯（10）的直径为5μm~15μm，所述纤芯（10）相对于外包层（2）的相对折射率差为0.15%~0.45%。
5.根据权利要求1所述的基于oam复用的环芯多芯光纤，其特征在于，所述纤芯（1...
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