利用传播常数工程和级联布拉格 grating 设计的低损耗全光纤模式置换器
光学
2025-05-13 v1
摘要
管理群时延（GD） spread 是减少使用多模光纤的长程系统中数字信号处理（DSP）复杂度的关键。通过模式置换进行的群时延补偿涉及在具有较低和较高 GD 的模式之间定期交换功率，从而可减少 GD spread。当传输光纤的模 GD 满足特定关系且模式置换器在特定模式之间交换功率时，GD spread 被最大程度地减少。已开发了用于容纳 指导空间和偏振模的链接的模式置换器，但据我们了解，尚无设计用于支持更多模的链接。我们提出了两种基于光纤布拉格 grating 的模式置换器设计，用于采用 指导空间和偏振模的梯度索引传输光纤的链接。一种设计采用阶梯索引（SI）横向轮廓，另一种方案采用自由形式优化的横向轮廓实现更佳性能。对于 SI 设计，我们在 C 波段实现模式相关损耗标准差（MDL STD）和模式平均损耗（MAL）分别小于 dB 和 dB。对于采用自由形式优化横向轮廓的设计，我们实现 MDL STD 和 MAL 分别小于 dB 和 dB。我们通过链接仿真对设计进行数值评估，并量化了不同程度随机群间耦合下 GD spread 的减少。我们的结果表明，在具有周期性模式置换和模式混乱的链接中，相对于仅依赖周期性模式混乱的链接，GD STD 减少了超过 倍。
关键词
引用
@article{arxiv.2505.06775,
title = {Low-Loss All-Fiber Mode Permuter Design Exploiting Propagation Constant Engineering and Cascaded Bragg Gratings},
author = {Oleksiy Krutko and Rebecca Refaee and Anirudh Vijay and Nika Zahedi and J. M. Kahn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.06775},
year = {2025}
}