一种用于非圆对称标量模偏振分离的光纤结构及制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于非圆对称标量模偏振分离的新型光纤。涉及特种光纤领域。
背景技术
在目前通信需求的巨大压力下,空分复用是成倍提升现有通信能力的新型复用方案。该方案在国内外都获得了广泛关注，被普遍认为是下一阶段解决通信需求的关键技术。
模分复用是空分复用最重要的两种实现形式之一，也是备受关注的实现形式。目前模分复用主要基于标量模或标量模的两个正交模组，举例来说，对一个3通道模分复用系统，使用的信道可以基于标量模LP01、LP11、LP21，也可以基于标量模组LP01、LP11,a、LP11,b。其中LP0n在横截面上的分布是圆对称的，m≠0的LPmn在圆周上的分布表现出周期性，即题目中所指的非圆对称标量模。在具体实践中，传统光纤支持的模式LPmn存在简并性，即LP11,a与LP11,b的模式特性极为相似，因此分离非常困难，在传输过程中也容易发生相互耦合而导致信号串扰，而LP01、LP11、LP21方案时，一方面光纤需要支持更多的模式数以提供所需通道，另一方面每个模式的两个模态同时受到激励，在传输中容易受到偏振模色散或扰动的影响导致模态分离，影响传输效果。
图1为现有技术中常见的阶跃光纤横截面结构示意图。光纤的波导结构由两部分组成：折射率较高的纤芯1位于横截面正中，折射率较低的包层2包裹在纤芯外、且与纤芯同心。该结构及基于该结构的变形如多层光纤、环形光纤均为圆对称结构，因此都存在类似的模态简并问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于非圆对称标量模偏振分离的光纤结构，使光纤中的非圆对称模式分离为两个参数差异明显的标量模组，以此降低光纤中个通道接入的复杂性，同时降低传输过程中可能存在的串扰。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种用于非圆对称标量模偏振分离的光纤结构，包括：
纵向均匀的圆柱形结构，所述圆柱形结构的横截面的包层和纤芯为同心圆，在纤芯正中存在折射率与包层相同的矩形区域，整个横截面相对x轴、y轴均为轴对称。
本发明提出了该结构光纤的制备方法。在传统工艺制备的同心圆阶跃光纤预制棒中心，采用机械加工或激光烧蚀等方法制作矩形孔，并填充相应尺寸、与包层材料相同的矩形棒。处理后的预制棒延续常规的后续拉丝工艺完成光纤拉制。该加工方法操作简单，加工一致性较好，成本较为低廉。
本发明能够使非圆对称的标量模发生显著的模态分离，即简并的LPmn分离为传输常数差异显著的LPmn,a、LPmn,b。且将其与传输光纤的接续损耗保持在较低水平。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种阶跃折射率光纤的横截面示意图。
图2为本发明实施例提供的非圆对称标量模偏振分离的光纤横截面示意图。
图3为本发明实施例提供的非圆对称标量模偏振分离的光纤沿x方向的折射率分布示意图。
图4为本发明实施例提供的非圆对称标量模偏振分离的光纤沿y方向的折射率分布示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图做进一步的解释说明，该实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的一种用于非圆对称标量模偏振分离的光纤结构横截面示意图、沿x方向折射率示意图、沿y方向折射率示意图分别如图1、图2、图3所示。该光纤为圆柱形结构，横截面从外而内包括同心圆的包层2、纤芯1，以及位于纤芯正中的矩形区域2，整个横截面以矩形的x、y对称轴为对称轴，表现出轴对称性。三个区域的折射率满足纤芯1>包层2＝矩形3，即包层2与矩形3的折射率相等，纤芯1的折射率高于二者。
进一步的，上述实施例可以选择各部分结构参数分别为：包层2外径125μm，纤芯1外径12.5μm，矩形3长19μm，宽2μm。纤芯1折射率1.449，包层2及矩形区域3折射率1.444。
本领域技术人员应能理解上述纤芯、包层、矩形区的参数类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的纤芯、包层、矩形区的应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
