1 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
2 锐光信通科技有限公司, 武汉 430074
3 清华大学 电气工程系, 北京 100084
为支持光子轨道角动量(OAM)模式大容量通信传输, 文章探讨了新型OAM信号传输光纤的设计与制备技术, 满足大幅度提高通信系统频谱效率和容量对特殊光纤的需求。文章模拟和评估了OAM模式在不同波导结构光纤中的模式特性和传播效果, 研究结果表明, 提高芯—包层折射率差有利于高阶OAM模式传输, 降低了光纤内部的各种微扰。采用等离子体化学气相沉积工艺, 高精度实现了设计的折射率剖面, 并成功拉制了高质量的OAM光纤, 其支持50 km传输28个有效OAM通道的渐变折射率; 开发出了可支持96个有效OAM通道的三环芯层结构传输光纤。同时, 针对新型传输需求, 通过对精确制备技术进行模拟, 研究开发出了保偏型OAM传输光纤和OAM掺铒光纤等支持更多OAM模式稳定传输的新型光纤。
轨道角动量 渐变环形光纤 三环形光纤 保偏型轨道角动量光纤 OAM gradient ring fiber three ring fiber polarization-maintaining OAM fibers
1 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
2 锐光信通科技有限公司, 武汉 430074
保偏光纤是光纤陀螺的核心元件, 随着光纤陀螺对精度和小型化的需求越来越强烈, 光纤的外形尺寸在不断减小。针对在减小光纤外径的同时保持光纤的优异性能这一难题, 文章对细径保偏光纤的波导结构和双折射条件进行了理论研究, 提出了60/100 μm(包层/涂层)细径保偏光纤的波导结构设计方法, 实现了基于等离子体化学气相沉积工艺和特殊拉丝技术的细径保偏光纤研制, 并通过小弯曲条件和温度变化等大量环境试验, 对细径保偏光纤的可靠性进行了研究, 结果表明, 所研制的60/100 μm细径保偏光纤具有优越的性能和良好的可靠性, 可满足光纤陀螺的应用需求。
细径 保偏光纤 slim diameter PMF 60 μm 60 μm
1 烽火通信科技股份有限公司，武汉 430074
2 清华大学 信息科学与技术国家实验室,北京 100084
为解决信息量快速增长带来的传输容量不足问题，提出了一种可用于光子轨道角动量(OAM)传输的新型光纤，并对其研制技术进行了研究。采用等离子体化学气相沉积(PCVD)技术解决了高折射率环形纤芯结构光纤预制棒应力损伤难题，通过反复的工艺研究与验证，形成了环形纤芯光纤高稳态拉丝工艺技术，实现了该光纤的研制。该光纤具有环形结构，在实现±1、±2阶OAM信号传输的同时，光纤的传输损耗仍能保持较低的水平，可满足较长距离的OAM大容量信号传输需求。
大容量通信 轨道角动量传输 光纤 high-capacity communication orbital angular momentum transmission optical fiber
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室， 湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司， 湖北 武汉 430074
首先介绍了G.657单模光纤制造技术的演进情况，然后提出采用“三步法”制造G.657弯曲不敏感单模光纤的工艺技术，设计并制造出两种类型的弯曲不敏感单模光纤。其中，G.657A2光纤在弯曲半径为7.5 mm时，1 550和1 625 nm波长的弯曲损耗分别为0.063和0.136 dB，1 383和1550 nm波长的衰减系数分别为0.272和0.188 dB/km；G.657B3光纤在弯曲半径为5 mm时，1 550和1 625 nm波长的弯曲损耗分别为0.067和0.122 dB，1 383和1 550 nm波长的衰减系数分别为0.276和0.182 dB/km。测试结果表明，该“三步法”预制棒技术能够生产出高抗弯、低损耗的小弯曲半径单模光纤，该光纤的关键技术指标均优于ITU-T国际标准。
光纤 弯曲不敏感 三步法 预制棒 制造 工艺 optical fiber bend-insensitive three-step method preform manufacture process
1 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室, 江苏 南京 210016
2 南京林业大学机械电子工程学院, 江苏 南京 210037
3 烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
理论推导了双折射光纤环镜波长变化与轴向应变的公式, 研究表明: 双折射光子晶体光纤环镜轴向应变灵敏度比传统双折射光纤环镜大为减小。 通过监测双折射光子晶体光纤环镜波长的变化, 来实现轴向应变的测量就变得较为困难; 且输出干涉光谱局部呈凹凸不平, 波长监测容易导致数据测量误差。 实验监测双折射光子晶体光纤环镜应变光谱, 对应变光谱分析发现: 随着应变增加, 监测波峰下的绝对积分呈现减小的趋势。 进一步精确计算分析发现: 监测波峰下的绝对积分与应变成线性关系。 基于此, 提出了通过监测波峰下的绝对积分的变化, 来实现轴向应变的测量。 波峰下的绝对积分是表征各波长光强的综合性能指标, 通过监测波峰下的绝对积分的变化, 来实现轴向应变的测量, 不仅可以克服双折射光子晶体光纤环镜监测波长变化的困难, 而且还可以克服波长监测局部寻优导致的测量误差。
光子晶体光纤 光纤环镜 波长变化 轴向应变 绝对积分 Photonic crystal fiber Fiber loop mirror Wavelength change Axial strain Absolute integrate 光谱学与光谱分析
2013, 33(12): 3273
烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
光纤到户对光纤在小弯曲半径条件下的衰减特性提出了更高的要求。微结构光纤可以实现极小弯曲半径的低衰减光信号传输,是小弯曲半径单模光纤技术解决方案的有力竞争者。设计了一种新的微结构光纤,并研制出光纤样品。这种结构的光纤具有非常优良的弯曲特性。其最小弯曲半径可达2 mm,1 550 nm附加损耗小于0.1 dB,并且具有优良的偏振模色散特性,熔接损耗也非常小,其与G.652D单模光纤的熔接损耗为0.12 dB。这些特性使其在光纤到户的复杂应用环境中具有明显的应用优势。
弯曲不敏感性 低损耗 光纤到户 微结构光纤 bending-insensitive low loss FTTH micro-structured optical fiber
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
为了开发适合FTTH(光纤到户)应用的抗弯曲光纤, 设计并制备了一种12孔的空气石英复合微结构光纤。该光纤具备良好的抗弯曲特性, 并与G.652D光纤具有良好的兼容性, 在弯曲半径为2.5 mm的情况下, 1 550 nm弯曲附加损耗＜0.10 dB, 与G.652D单模光纤的熔接损耗＜0.15 dB。
微结构光纤 光纤到户 抗弯曲 micro-structured optical fiber FTTH anti-bending
光纤通信技术和网络国家重点实验室,烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
开发出一种高性能保偏光纤的制造工艺,并制备出包层直径为80 μm的细径高性能保偏光纤。试验表明:该光纤具有优良的全温(-50 ℃~85 ℃)偏振串音性能,光纤全温串音变化典型值在3.23 dB,具有良好抗弯曲性能和良好的端面研磨性。
保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 光纤制备 polarization maintaining optical fibers fiber optical gyroscope specialty fiber optical fiber fabrication
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室，湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430074
开发了一种高性能PMF(保偏光纤)的制造工艺，并制备出包层直径为80 μm的细径高性能PMF。试验结果表明，该光纤具有优良的全温(－50～85 ℃)偏振串音性能，光纤全温偏振串音变化典型值为3.232 dB，具有良好的抗弯曲性能和良好的端面研磨性。
保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 制备 应用 PMF fiber-optic gyroscope specialty fiber fabrication application
1 华中科技大学 武汉国家光电实验室，湖北 武汉 430074
2 光纤通信技术和网络国家重点实验室 烽火通信科技股份有限公司 光纤研发部，湖北 武汉 430074
文章从理论出发设计了一种色散补偿光纤波导结构，并制备出一种高性能的色散补偿光纤。测试结果表明: 该色散补偿光纤在1 525 ～1 625 nm波长范围内具有较大负色散，1 545 nm波长的色散系数为-141 ps/(nm·km)。采用该色散补偿光纤成功制备出宽带色散补偿模块。G.652光纤传输链路经过该色散补偿模块的补偿后，C波段的残余色散小于5.0 ps/nm，C波段色散斜率也实现了100％的补偿。
色散补偿光纤 模块 光纤通信 波分复用 DCF module fiber-optic telecommunication WDM
