针对七芯大模场多芯光纤进行选模方式的研究，分别研究了传统塔尔伯特腔选模方式与微芯径选模方式。以七芯光纤为例，对传统塔尔伯特腔选模方式进行理论分析与仿真，对多芯光纤中各个超模与其他模式的耦合因子进行分析。另外分析了一种新型选模机制，即利用微芯径光纤进行选模。并与传统塔尔伯特腔进行比较，证明微芯径光纤选模机制对多芯光纤中同相位超模的选择更方便简单，在实际应用中具有很大潜力。

深入研究了非理想3×3耦合器对相位解调结果的影响, 理论分析了非理想相位条件下的解调结果。仿真计算了相位偏差在±1~5°均匀分布时解调结果与原始结果的相关系数, 分析了干涉信号存在幅度噪声时对解调结果的影响。对于特定的系统, 相位偏差在解调结果中引入了一个常数系数, 相位偏差在±1~5°均匀分布时常数系数的均值分别为0.9999、0.9996、0.9991、0.9984和0.9975。干涉信号的幅度噪声会明显恶化解调算法的性能, 为保证解调信号与原始信号相关系数在0.99以上, 需要控制干涉信号的幅度噪声水平在6.4%以内。

对Bragg光纤中包层制造误差对导模特性的影响进行了深入的分析和研究, 给出了一般N层波导中模式场标量波动方程求解的传输矩阵方法, 并将其应用在Bragg光纤模式场的分析当中。分别研究了Bragg包层存在折射率误差和厚度误差时对光纤基模模式场的有效折射率、模场半径和芯区功率占比的影响, 并利用统计的方法分析了不同制作误差时导模特性的相对变化。折射率误差在1‰的水平时, 基模有效折射率、模场半径和芯区功率占比的方差水平为1.55×10-4、1.04×10-1和1.79×10-2; 厚度误差在2%的水平时模式场参量的方差水平分别为3.61×10-5、1.84×10-2和2.35×10-3。

用COMSOL对七芯光纤的各个模场进行仿真,发现同相位超模的远场呈现准高斯分布,其发散角最小,具有最好的光束质量。并通过分析各个模式的光束质量因子M2和桶中功率PIB两个参数,再次证明同相位模式具有最好的光束质量。

针对 19芯、 37芯大模场光纤提出两种降低弯曲损耗的方法, 一种方法是在芯区外引入一层空气孔, 另外一种方法是在芯区外引入多包层低折射率结构。理论分析表明, 多芯光纤弯曲损耗存在临界弯曲半径, 在大于临界半径的情况下, 弯曲损耗基本不变, 在小于临界半径的情况下, 弯曲损耗急剧增大。引入空气孔后, 当 19、37芯光纤模场面积分别为 516 μm2和 920 μm2时, 临界弯曲半径都从 3.5 cm减小到 4 mm。当引入包层数达三层以上时, 多包层结构也可使 19、37芯光纤的临界弯曲半径从 3.5 cm减小到 4 mm。