用于多芯光纤自由空间耦合的超表面
光学
2023-06-14 v1 应用物理
摘要
采用多芯光纤(MCF)的空分复用(SDM)被期望克服光纤通信中的容量危机。在这些系统中，连接单模光纤(SMF)与MCF的耦合光学器件是实现高数据传输速率的关键组件。设计具有低损耗和低串扰的紧凑且可扩展的耦合器仍是一项持续的挑战。在此，我们引入一种基于超表面的自由空间耦合器，可针对任意SMF输入阵列设计并适配具有任意纤芯布局的MCF。一种逆向设计技术——伴随方法——优化超表面相位分布，以最大化各纤芯位置处输出场与MCF模式的重叠。作为概念验证，我们制备了两种用于线性和方形纤芯阵列MCF的4模式耦合器。在O波段(1260–1360 nm)测得的插入损耗低至1.2 dB，最坏情况串扰小于-40.1 dB。由于其代工厂兼容的制备工艺，该耦合器设计可推动基于MCF的SDM的广泛部署。
引用
@article{arxiv.2306.07896,
title = {Metasurfaces for free-space coupling to multicore fibers},
author = {Jaewon Oh and Jun Yang and Louis Marra and Ahmed H. Dorrah and Alfonso Palmieri and Paulo Dainese and Federico Capasso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.07896},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 18 figures. Submitted to IEEE Journal of Lightwave Technology