波分-模分复用/解复用器的设计和性能分析

为了进一步提高通信容量,提出一种基于光子晶体的波分-模分混合复用/解复用器。该器件由4个组合谐振腔、4个波长选择反射微腔以及一对用于模式转换的非对称平行波导组成,通过调节微腔的半径和折射率以及非对称平行波导的宽度和耦合长度实现波分-模分复用和解复用。利用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明,该器件可以实现1 530、1 550nm的TE_0模和TE1模4个信道的波分-模分复用和解复用,其插入损耗<0.11dB,信道串扰<-16dB,可以满足现如今大容量光通信系统的要求。

模分复用系统中少模复用（解复用）技术研究

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器(LCOS-based SLM)的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点.

基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器研究

为了进一步提高光通信系统的传输容量,提出了一种基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器,该器件由3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、单模波导、多模波导和锥形渐变耦合波导组成。采用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波,利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有限差分法进行了仿真分析,结果表明:该器件可以实现1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和1550 nm TE2模6个信道的波分—模分复用和解复用,其插入损耗<0.127 dB,信道串扰<-15.19 dB。

基于五芯光子晶体光纤的超大带宽低损耗新型模分复用器/解复用器

提出了一种基于五芯光子晶体光纤的新型模分复用器/解复用器(MUX/DMUX)。采用本征模有限差分法和本征模展开法对MUX/DMUX的结构参数进行了优化。数值模拟结果表明,该器件能够以超低的插入损耗(IL)在主芯中同时复用/解复用LP_(01)、LP_(11)、LP_(21)、LP_(31)和LP_(12)5种模式。当输入光中心波长为1.55μm时,器件的模式转换效率大于96.7%,IL小于0.15 dB。所提出的MUX/DMUX结构紧凑,长度仅为1.84 mm。此外,该器件可以在620 nm(1.33~1.95μm,覆盖E、S、C、L、U波段)的超宽带内以小于-11.34 dB的串扰高效工作,在未来的模分复用系统中具有巨大应用潜力。