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光学学报 2024年第16期44卷 38-46页

作者：赵丽娟梁智徐志钮华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室河北保定071003

为了进一步提升光子晶体光纤(PCF)在轨道角动量(OAM)生成方面的设计自由度,本文将螺旋扭曲结构引入PCF,设计了一种可用于OAM传输的扭曲PCF。该扭曲PCF具有多层圆形空气孔和一个圆环结构。通过仿真分析可知,该扭曲PCF可得到最高为17的拓... 详细信息

为了进一步提升光子晶体光纤(PCF)在轨道角动量(OAM)生成方面的设计自由度,本文将螺旋扭曲结构引入PCF,设计了一种可用于OAM传输的扭曲PCF。该扭曲PCF具有多层圆形空气孔和一个圆环结构。通过仿真分析可知,该扭曲PCF可得到最高为17的拓扑荷数,即支持66种OAM模式的稳定传输。在C波段内,该扭曲PCF相邻模式之间的有效模式折射率差均满足?neff>10-4,所有的模式纯度均高于99.4%,且所有模式的有效模场面积和非线性系数都足够小,色散系数均低于35 ps/(km·nm),使得该扭曲PCF具有更好的传输性能和在模分复用中具有应用价值。该光纤的限制性损耗值始终保持在10-10~10-9dB/m数量级之间,因此可以实现OAM的长距离稳定传输,从而为光通信系统容量的提高也提供了一种可能的方案。

关键词：轨道角动量扭曲光子晶体光纤高拓扑荷数有效模式折射率差

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一种可支持66种OAM模式高质量传输的扭曲光子晶体光纤

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光学学报 2024年

作者：赵丽娟梁智徐志钮华北电力大学电气与电子工程学院华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室

为了进一步提升光子晶体光纤在轨道角动量生成方面的设计自由度，本文将螺旋扭曲结构引入光子晶体光纤，设计了一种基于扭曲光子晶体光纤的轨道角动量生成器。该扭曲光子晶体光纤具有多层圆形空气孔和一个圆环结构。通过仿真分析，该轨... 详细信息

为了进一步提升光子晶体光纤在轨道角动量生成方面的设计自由度，本文将螺旋扭曲结构引入光子晶体光纤，设计了一种基于扭曲光子晶体光纤的轨道角动量生成器。该扭曲光子晶体光纤具有多层圆形空气孔和一个圆环结构。通过仿真分析，该轨道角动量生成器可得到最高为17的拓扑荷数，即支持66种OAM模式的稳定传输。在C波段内，该扭曲光子晶体光纤相邻模式之间的有效模式折射率差均满足?neff>10-4，所有的模式纯度均高于99.4%，且所有模式的有效模场面积和非线性系数都足够小，色散系数均低于35ps/(km·nm)，使得该OAM生成器具有更好的传输性能和在模分复用中的应用价值。限制性损耗的值始终保持在10-10d B/m-10-9d B/m数量级之间，因此该光纤可以实现轨道角动量的长距离稳定传输。这种扭曲光子晶体光纤可以稳定地传输OAM模式，而且适用于长距离传输，对光通信系统容量的提高也提供了一种可能。

关键词：轨道角动量扭曲光子晶体光纤高拓扑荷数有效模式折射率差

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一种新型轨道角动量光纤的设计与研究

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半导体光电 2025年第1期46卷 75-82页

作者：赵丽娟静恩博徐志钮华子明姬昆鹏李军辉许长清李文锋华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室河北保定071003 国网电力工程研究院有限公司北京100069 国网河南省电力公司经济技术研究院郑州450052

设计并研究了一种包层采用三层矩形空气孔结构的新型光子晶体光纤。通过有限元法建模并优化确定了该光纤的最优结构,进一步分析了其在1 300~1 700 nm波长范围内的关键光学参数。结果表明,该光纤在此波段内可支持46种轨道角动量模式的稳... 详细信息

设计并研究了一种包层采用三层矩形空气孔结构的新型光子晶体光纤。通过有限元法建模并优化确定了该光纤的最优结构,进一步分析了其在1 300~1 700 nm波长范围内的关键光学参数。结果表明,该光纤在此波段内可支持46种轨道角动量模式的稳定传输,且相邻模式间的有效折射率差均大于1×10^(-4)。此外,模式纯度均达到98.8%,有效模场面积均大于6.4×10^(-11)m^(2),非线性系数均低于2.24×10^(-3),数值孔径最大值为0.1180。与现有光子晶体光纤相比,该设计具有传输模式数量多、传输损耗低、材料易获取等优点,表明其具备在未来大容量光纤通信系统中的潜在应用价值。

关键词：轨道角动量新型光子晶体光纤有效模式折射率差高拓扑荷数

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