东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞 523808
多芯传输系统有望解决未来大容量数据传输的问题。然而在整个通信系统中多芯信号的中继目前面临着许多困难, 例如信道增益的不均衡、多芯泵浦光的分束耦合等。其中泵浦光和增益多芯光纤纤芯间的均匀耦合由于决定着多芯光纤增益的效率和对应纤芯增益的均衡和系统能效的利用率, 成为多芯系统放大的关键问题之一。基于此, 设计了一种基于光纤端面的超透镜耦合装置, 通过适当优化超透镜子结构的分布, 最终可以使得泵浦光可以多点聚焦到耦合多芯光纤的焦平面。相比于空间光耦合光纤系统, 减少泵浦光的浪费。理论设计和数值仿真结果表明光纤包层中的光可以在光纤端面分点聚焦, 从而使得泵浦光的分流和纤芯聚焦, 总的光强利用率达90%以上, 为后续有源光纤实现芯泵提供解决思路。
超透镜 多芯光纤 光纤器件 空分复用 超材料 metalens multi-core optical fiber optical fiber device space division multiplexing metamaterial
1 中国信息通信科技集团有限公司 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
2 国家信息光电子创新中心, 武汉 430074
基于多芯光纤的空分复用是解决当前光通信传输容量瓶颈的最有效方法之一,多芯光纤扇入扇出(FIFO)技术是实现多芯光纤空分复用系统的关键, 它用于实现单个多芯光纤到多个单芯光纤的光耦合功能。文章总结了近十年来多芯光纤FIFO器件和装置的方法, 将它们归纳为熔融、光纤束、自由空间光和三维集成波导4种类型, 分析并比较了几种类型器件/装置的制作方法和性能, 对未来可广泛应用的技术方向进行了展望。
多芯光纤 光纤通信 空分复用 插入损耗 光串扰 multi core optical fiber optical fiber communication spatial division multiplexing insertion loss optical crosstalk
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院光子学研究中心，广西 桂林 541004
多芯光纤在空分复用方面独特的优势引起了人们越来越多的关注，在光纤传感领域也有了更为广泛的应用。多芯光纤形状传感是一种新的光纤感测技术，该技术通过多芯光纤感知被测对象形状和位置的变化，无需依靠其他视觉辅助手段，此外，该技术还具有结构紧凑灵活、不受电磁干扰、易集成安装、传感器无电学连接的优点，可用于航空航天、工业机械和大型建筑等领域的结构监测、地理环境和线缆管道监测、介入治疗追踪等。为此，介绍了多芯光纤的种类及其关键器件的制备方法，并且对多芯光纤形状传感的原理与技术进行了分析，最后综述了多芯光纤形状传感的研究进展，讨论了多芯光纤形状传感当前挑战和未来展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306012
聊城大学物理科学与信息工程学院，山东 聊城 252000
研究了锥型多芯光纤模间耦合所产生的干涉在温度传感中的应用。利用弱耦合多芯光纤拉锥后变成强耦合多芯光纤，从而产生超模干涉的特点，在单模光纤中熔接一段弱耦合七芯光纤。经氢气火焰匀速往返拉锥后，该光纤直径变小，芯间距减小到一定程度后产生超模干涉，从而得到了结构简单、灵敏度高、特异性强的温度传感器。研究发现，拉锥后的光纤直径越小、锥区长度越长，模间耦合越强。选取锥区长度为1.8 μm、锥区直径为31.36 μm的锥型多芯光纤，所设计制作的温度传感器的灵敏度可达840 pm/℃，比之前报道的高约52.7倍。
光纤光学 多芯光纤 超模干涉 温度 传感器 激光与光电子学进展
2021, 58(7): 0706007
1 浙江师范大学 信息光学研究所，浙江 金华 321004
2 光信息检测和显示技术研究重点实验室，浙江 金华 321004
3 富通集团有限公司，浙江 富阳 311004
采用纤芯间距为38.78 μm的国产多芯光纤设计了一种光纤弯曲传感器.该多芯光纤弯曲传感器由长度为1 m的七芯光纤与单模光纤拼接制成，多芯光纤弯曲时，相邻的纤芯发生模式耦合.在传感器一侧，将宽带光注入到位于多芯光纤中心的纤芯，用光谱分析仪测量带有曲率信息的频谱，获得弯曲传感器的透射谱波长偏移与弯曲曲率半径的关系.结果表明：多芯光纤弯曲半径越小，弯曲曲率越大，串扰越明显.
光纤应用 光纤弯曲传感器 模式耦合 多芯光纤 弯曲传感 Fiber optic applications Fiber bending sensor Mode couping Multi-core optical fiber
