将信息复用进环形纤芯光纤的最优条件
光学
2021-07-14 v2 信号处理
量子物理
摘要
在光通信中，空分复用是提升光纤网络容量的一项有前景的策略。它依赖于支持多空间模式传播的现代光纤设计。其中一种光纤——环形纤芯光纤（RCF）——能够传播携带轨道角动量（OAM）的模式，并已被证明不仅能增强经典通信系统，也能增强量子通信系统。通常，RCF 空间模式被用作通过不同拉盖尔-高斯（LG）光束耦合进光纤的数据流的正交传输信道。在此，我们研究该方案下将信息复用进环形纤芯光纤的最优条件。我们确定了应考虑的最相关 LG 光束，以及如何通过相对于光纤参数适当调整光束宽度来最大化其耦合效率。我们的结果表明，耦合效率取决于 OAM 值，而这会限制可实现的传输速率。在这方面，我们显示 LG 光束并非将信息耦合进 RCF 的最优选择。相反，另一类携带 OAM 的光束——完美涡旋光束——对这些光纤支持的所有空间模式都能实现近乎完美的耦合效率。
引用
@article{arxiv.2101.06280,
title = {Optimal conditions for multiplexing information into ring-core optical fibers},
author = {Santiago Rojas-Rojas and Gustavo Cañas and Gabriel Saavedra and Esteban Sepulveda and Stephen Walborn and Gustavo Lima},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06280},
year = {2021}
}