多芯光纖通信串擾及多信道拉曼放大技術研究

《多芯光纖通信串擾及多信道拉曼放大技術研究》是依託華中科技大學，由劉爽擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多芯光纖通信串擾及多信道拉曼放大技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉爽
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

為了克服傳統單模光纖的理論傳輸容量極限導致的容量緊縮問題，基於多芯光纖的空分復用通信系統方案被提出以充分利用空間維度來提升單根光纖中的數據容量，但是一系列技術挑戰特別是多芯之間模式耦合帶來的功率串擾和線上全光放大技術的缺失成為阻礙這一技術實用化的主要瓶頸。本項目提出研究多芯光纖中的通信串擾及多信道拉曼放大技術，通過理論分析，數值仿真與實驗製備克服多芯光纖中各纖芯在通信波段的光信號串擾與功率損耗難題；深入探索多芯光纖中光波串擾的波長相關性與偏振相關性問題並基於此研究多芯光纖中的分散式拉曼放大機理；通過最佳化的光纖設計和製備，開展多芯光纖中單芯注入多芯耦合的拉曼放大系統的理論與實驗研究；最後結合數位訊號均衡技術研究全光放大多芯光纖通信系統中多信道間的串擾抑制。本項目的研究成果將有助於解決通信用多芯光纖實用化的主要技術難題並推動下一代空分復用光纖通信技術的發展。

結題摘要

國家自然科學基金項目“多芯光纖通信串擾及多信道拉曼放大技術研究”（61205063）提出研究多芯光纖中的通信串擾及多信道拉曼放大技術，通過理論分析，數值仿真與實驗製備克服多芯光纖中各纖芯在通信波段的光信號串擾與功率損耗難題；深入探索多芯光纖中光波串擾的波長相關性與偏振相關性問題並基於此研究多芯光纖中的分散式拉曼放大機理；通過最佳化的光纖設計和製備，開展多芯光纖中單芯注入多芯耦合的拉曼放大系統的理論與實驗研究；最後結合數位訊號均衡技術研究全光放大多芯光纖通信系統中多信道間的串擾抑制。本項目的研究成果將有助於解決通信用多芯光纖實用化的主要技術難題並推動下一代空分復用光纖通信技術的發展。 本項目計畫在國內外核心期刊與國際會議上發表高質量論文6-8 篇，其中SCI 收錄國際重要期刊3 篇以上，申請至少3項國家發明專利。 本項目執行三年以來，基本實現了項目提出的目標：採用COMSOL軟體對多芯光纖進行了建模並最佳化；基於模式耦合理論和功率耦合理論對串擾波長相關性進行分析和建模；成功採用堆疊法和打孔法試製了多批次七芯光纖並進行了相關測試，光纖1550nm衰減均值低於0.3dB/km，芯間距均勻度優於1.0um；採用腐蝕光纖束法，製作了適用於不同芯間距規格的七芯光纖復用/解復用器；實現復用/解復用器插損均值低於1.5dB，最大值低於2dB；搭建了基於空分復用系統的多芯光纖接入網實驗平台，提出了基於波長空分復用技術的新型接入網架構，下行傳輸速率達到300Gb/s，上行單波長速率達到20Gb/s；基於多芯光纖多徑干涉現象，採用偏芯熔接方法，實現了一種溫度靈敏度高，壓力靈敏度低的多芯光纖溫度感測器。 在本項目支持下，發表國內外高水平期刊及會議文章4篇，SCI收錄文章3篇，其中包括國際光學與光電子學領域頂尖學術期刊Optics Express 1篇，IEEE Photonics Journal 1篇以及Applied Physics B 1篇。培養博士與碩士研究生4人。