轨道角动量模传输的圆环形光子晶体光纤

设计了一种新型轨道角动量模传输的圆环形光子晶体光纤,包层为排列有序的矩形空气孔围绕纤芯呈圆形排列,纤芯为大的空气孔,中间环形高折射率区为光子轨道角动量传输区。利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件进行仿真分析,对光子轨道角动量模式在光纤中的传输特性进行了详细讨论。结果表明,该结构可实现1.2～2.0μm波段50个轨道角动量模式的有效分离和稳定传输,简并模式的有效折射率差大于10^(-4),保证了每个模式的稳定传输;限制损耗仅为10^(-9)dB·m^(-1),非线性系数低至0.833 km^(-1)·W^(-1)。该光纤可以应用于模分复用系统,将大大提高通信系统容量和频谱效率。