C+L波段低弯曲损耗非耦合三模组渐变折射率光纤设计

光纤是现代通信网络中最为稳定的信号传输媒介,提升光纤模式的数量是满足通信容量日益增加的有效方法.本文设计了低弯曲损耗的非耦合三模组(LP_(01),LP_(11),LP_(21))渐变折射率光纤,运用分层分析法给出了渐变折射率光纤中模组的严格截止条件.此外,利用有限元仿真软件求解光纤模式的有效模场面积和弯曲损耗,得到低弯曲损耗条件下在C+L波段(1530~1625 nm)传输三模组的设计区间.揭示了纤芯中心折射率凹陷和沟槽层共同作用可促进光纤径向高阶模式的截止.模拟结果表明,所设计光纤的模组间有效折射率差大于等于3×10^(-3),弯曲半径为30 mm时的最大弯曲损耗为1.3 d B/km,符合ITU-T推荐的低弯曲损耗条件.而且,在1550 nm波长下,模组内简并模有较小的差分模式群时延(≈176 ps/km),可通过4×4多输入多输出技术补偿简并模之间的串扰.该光纤可适用于C+L波段上实现模组间非耦合的空分复用信号传输.

高双折射椭圆纤芯类矩形排布光子晶体光纤的性能研究

高双折射光子晶体光纤具有较强的线偏振光保持能力,采用Bi_(2)O_(3)-GeO_(2)-Ga_(2)O_(3)多组分激光玻璃材料作为纤芯设计了独特结构的高双折射光子晶体光纤。运用有限元法结合完美边界条件,得出该光子晶体光纤在1.55μm和1.80μm波长下,双折射系数分别为5.207×10^(-2)和6.882×10^(-2)。在1.55μm波长处,X和Y极化方向的限制损耗分别为1.386×10^(-5)dB/km和5.386×10^(-7)dB/km。非线性系数表明,结构参数M(D/Λ)分别为0.7和0.8的光子晶体光纤,非线性系数在X和Y极化方向上,范围分别在4.374×10^(3)-4.906×10^(3)km^(-1)·W^(-1)和5.621×10^(3)-6.978×10^(3)km^(-1)·W^(-1)之间。本文所设计的高双折射光子晶体光纤的独特结构和优异性能特点,为光通信和光传感等应用领域提供了新的解决方案。

低损耗超声波金属化光纤布拉格光栅传感特性研究

传统胶粘式表贴封装的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器在长期使用过程中易出现蠕变、老化等现象,采用性质稳定的金属材料代替高分子聚合物胶粘剂封装可解决上述问题。采用超声波焊接法对FBG进行全覆盖式封装,实现了超低损耗表贴式金属化封装结构,并研究了其温度和应变传感特性。结果表明:采用超声波焊接法进行金属化封装对FBG造成的传输损耗仅为0.04dB,封装后FBG传感器的温度灵敏度系数为26.44pm/℃,应变灵敏度系数为1.18 pm/με,温度和应变传感拟合R-Squared均达到0.9996以上。可见,采用超声波焊接法能够实现结构简单、传感性能可靠的低损耗金属化FBG温度和应变传感器的制作。

低损耗紫外空芯反谐振光纤的设计与研究

通过仿真模拟设计了一种低损耗紫外空芯反谐振光纤。首先,基于有限元法,建立了紫外空芯反谐振光纤的理论模型。其次,通过调整光纤反射层和空气填充比例等参数,并采用反谐振效应控制光的传播和反射,进一步优化了光纤的性能和损耗值。最后,采用有限元法对设计的紫外空芯反谐振光纤进行仿真计算,可得光纤在传输波长为375nm时取得最小传输损耗,为0.00326dB/m,对应的在弯曲半径为5cm时的弯曲损耗为0.00625dB/m,并具有高效率和稳定的模式输出。该研究为开展紫外空芯反谐振光纤的高性能仿真设计提供了重要的参考和指导,并为实际应用提供了更多可能性。

Low Loss Polarization Maintaining Photonic Crystal Fiber

A low loss polarization maintaining photonic crystal fiber has been fabricated. The fiber loss was 1.3 dB/km at 1550 nm. The polarization crosstalk for a 100-m fiber was -35 dB at 1550 nm.

一种空气圆孔缺陷的新型光子晶体光纤

课题组提出了一款圆孔缺陷纤芯的高非线性、低损耗的新型光子晶体光纤,该设计提高了光纤基模的非线性值。研究利用全矢量有限元法对光纤基模的特性进行了仿真与分析,仿真结果显示:当λ=1.55μm时,得到了圆孔缺陷光纤基模的非线性系数为73.4W^(-1)·km^(-1),限制性损耗值为10^(-5)dB/km量级。这种设计实现了光纤的高非线性、低损耗等特性,为光纤传感、非线性光学等领域的研究提供了理论指导。

一种微结构八边形光子晶体光纤

本文设计了一款微结构八边形光子晶体光纤(PCF),并基于有限元法研究了该结构光纤基模的色散特性、非线性特性及限制损耗特性。研究结果表明:通过适当调节该光纤的结构参数,在波长为1.55μm处,出现了一个零色散点,并且在该波长处,得到高非线性系数值94.97 W^(-1)·km^(-1)以及低限制损耗值3.065×10^(-6)dB/km。该设计为在1.55μm处得到零色散点、高非线性、低损耗的光子晶体光纤提供了理论指导,在色散控制、非线性光学等领域具有潜在的应用前景。

氟化物与石英光纤间的熔接参数优化与性能测试

基于偏置热熔接法,系统分析了熔接过程中各参数对熔接效果的影响及作用机理,探索出一种高效且广泛适用的氟化物光纤与石英光纤之间的熔接工艺。在探索单模氟铟光纤与单模石英光纤之间最佳熔接的过程中,提出了基于热膨胀性能差异形成可靠熔接点的大包小结构,并针对加热时间、加载功率、偏置、推进量等对熔接结果影响较大的参数做定量分析,通过对比熔点在不同参数下的损耗与机械强度以及熔接效果图,得到了普适性的最佳加热时间以及熔点损耗及强度随功率、偏置、推进量的变化趋势。实现了单模氟铟光纤与单模石英光纤之间的高质量熔接,熔点损耗低至0.04 dB,机械强度高于150 MPa,用高功率中红外超连续(MIR-SC)源重复泵入石英光纤9.6 W,熔点温度始终低于40℃,证明熔点具备高损伤阈值与长期稳定性。通过所述的熔接工艺,快速实现了石英光纤与氟碲酸盐光纤、ZBLAN光纤之间的高质量熔接,熔点损耗均小于0.1 dB,验证了该工艺的广泛适用性。此熔接工艺为中红外高功率全光纤激光器的进一步发展奠定了坚实的基础,具有很强的实用价值。

Study of ultraflattened dispersion square-lattice photonic crystal fiber with low confinement loss

A new type ultraflattened dispersion square-lattice photonic crystal fiber with two different air-hole diameters in cladding region is proposed and the dispersion is investigated using a compact 2-D finite difference frequency domain method with the anisotropic perfectly matched layers (PML) absorbing boundary conditions. Through numerical simulation and opti- mizing the geometrical parameters, we find that the photonic crystal fibers proposed can realize ultraflattened dispersion of 0±0.06 ps/(km·nm) in wa...

我国大容量通信用高端光纤技术的研究进展

文章总结了我国在高端光纤技术方面的研究进展:400Gbit/s用高端光纤技术包括超低损耗光纤技术和大有效面积光纤技术,我国研制的超低损耗光纤在1 550nm的衰减为0.167dB/km,达到了国际先进水平;但大有效面积光纤在1 550nm的有效面积仅为130μm^2,与国际的150μm^2有一定差距;在Tbit/s大容量空分复用光纤方面,我国进行了少模光纤、多芯光纤和轨道角动量光纤的基础探索研究,与国际水平相当。研究结论表明,我国在大容量通信用高端光纤技术方面达到了国际先进水平,这为我国下一代高速光纤通信技术探索了新的可能性。

高速传输系统用低损耗单模光纤的研究

介绍了国际上低损耗单模光纤的研究进展,从理论上分析了低损耗单模光纤实现的技术途径。通过对石英玻璃物理特性的研究,探索出石英玻璃光纤的退火工艺,以降低光纤的内应力从而降低光纤的衰减。采用自主知识产权的专利技术制造的光纤在1 310、1 550和1 625nm波长的衰减典型值分别为0.320、0.182和0.195dB/km。该光纤的技术指标优于ITU-T国际标准和GB/T规定的光纤指标值。

青藏联网中高性能OPGW的研制与应用

青藏地区高海拔、极端低温、巨大温差的恶劣自然环境严重影响光纤复合架空地线(optical fibercomposite overhead ground wire,OPGW)的损耗特性,并且威胁其长期安全稳定运行。为此,介绍在青藏直流联网工程中应用的高性能OPGW。该OPGW采用SMF-28 ULL超低损耗光纤及耐超低温纤膏研发定制而成,在-55℃低温环境下仍有良好的损耗特性,成功应用于翻越唐古拉山脉、距离长达295 km的世界最高海拔超长站距光纤通信系统。高性能OPGW的成功研制与应用,为青藏直流联网通信系统长期安全稳定运行奠定了坚实的基础,为后续工程建设积累了宝贵经验。

波分复用和频分复用光纤通信技术研究

波分复用（ＷＤＭ）和频分复用（ＦＤＭ）技术可以用来充分开发光纤的宽频带特性，实现超大容量信息传输。在“八五”期间科研成果的基础上，完成了４×２．４８８Ｇｂｉｔ／ｓ双向１５４ｋｍ无中继波分复用光纤通信系统，并已安装于京九九光缆干线广州—深圳段通信线路上作现场试验和试运行。该系统工作稳定可靠，在５个多月试运行中未发现误码。同时，完成４×１５５Ｍｂｉｔ／ｓ频分复用光纤通信实验系统的研制。该系统频道间距为０．１ｎｍ，传输距离为１８ｋｍ。系统实现了模块化结构，具有良好的稳定性，实测２４ｈ（小时）无误码。这一成果为ＦＤＭ的应用打下了基础。

521km超长站距无中继光传输系统研究

文章介绍了利用新型SMF-28ULL超低损耗光纤作为传输介质,使用相位啁啾、前向拉曼、增强型前向纠错(FEC)以及前置随路远程泵浦光放大(ROPA)技术,实现了2.5Gbit/s系统无中继521km的超长站距传输,这也是迄今所报道的使用前置随路ROPA技术所实现的距离最远的传输。

400Gbit/s骨干网用超低损耗超大有效面积光纤的开发

损耗和非线性是影响超100Gbit/s高速光通信系统性能最为关键的因子。文章设计并研制了一种适合400Gbit/s高速传输用的新型单模光纤,该光纤具备超低损耗与超大有效面积特性,在1 550nm波长处衰减为0.165dB/km,在1 625nm波长处衰减为0.179dB/km;在1 550nm波长的模场直径为13.96μm,有效面积为153μm2。该光纤具备优良的抗弯曲性能,其关键技术指标优于当前国际技术水平,可为下一代高速光纤通信提供关键基础材料支撑。

超长站距光传输工程应用及建设探讨

为适应特高压电网建设对超长站距光传输的需求,文章结合OSNR受限计算公式对超长站距光传输主要技术进行了简要分析,对符合G.652标准的超低损耗光纤作了介绍,经理论计算,SDH 2.5 Gbit/s光纤电路可实现372 km超长站距传输,列举近年来超长站距光传输发展在工程中的应用案例(其中实际运行最长电路346 km),总结了超长站距光传输工程建设经验,并给出电路时延计算公式,对今后工程建设中提高传输距离、减少中继站具有一定的借鉴意义。

低损耗塑料光纤的制造工艺

提供了一种低损耗塑料光纤的制造工艺，利用这种工艺制成的塑料光纤的光损耗值小于２００ ｄ Ｂ／ｋｍ （６３２８ ｎｍ ），光纤的使用距离为５０～１００ ｍ 。

光纤通信技术应用于采摘机器人图像检测研究

针对采摘机器人采摘准确率不高的问题,基于光纤通信技术对采摘机器人进行了设计,并对图像检测传输进行了分析。采摘机器人的主要组成部分为工控机、移动平台、果实识别定位系统、末端执行器系统、能源系统和显示器。采摘机器人采用光纤通信技术对采集的图片数据进行传输,通过对低损耗光纤进行研制,并对光纤传输的可靠性进行研究,以保证图片传输的准确性。为验证采摘机器人的性能,对其进行图片传输和采摘性能进行试验,结果表明:光纤传输系统可以准确的传输图片,采摘机器人的采摘性能良好。

低损耗倒锥光纤的研究

利用几何光学原理 ,通过理论计算 ,设计了一种低损耗的新型倒锥光纤。经实验证明 ,在传输CO2 激光能量时 ,光纤传输损耗可降低 50 %左右。

关于下一代光传输网络的演进和升级的一些思考(特邀)

针对下一代光传输网络的演进和升级,文章探讨了存在的问题和挑战,并提出了一些应对策略和思路,包括:建议采用光收发器分离来应对日益增长的网络业务流量的非对称性;采用频域子波段虚级联技术支持新老两代光传输技术的共存,实现密集波分复用(DWDM)光网络向灵活频谱光网络的平滑演进;探讨无色、无向、无阻塞、无栅格可重构光分插复用器(ROADM)在光网络中的使用和替换策略,以及新老ROADM节点间的互联互通问题;探讨光网络中新型大有效面积、超低损耗光纤的替换问题和策略等。