空芯反谐振光纤的随机设计偏差：一项蒙特卡洛研究

空芯反谐振光纤（HC-ARF）因其卓越的导光特性和广泛的应用前景而在光纤光学界备受关注。尤其是嵌套型HC-ARF近年来已具备与标准光纤竞争的能力，并在某些类别中甚至优于后者。其成功的关键在于精确微调的几何结构，这使得光学特性本质上极易受到微小结构偏差的影响。在光纤制造过程中，这些偏差会显现为各种几何缺陷，最终恶化光纤性能。据我们所知，本文首次对这些缺陷进行了统计建模，并以蒙特卡洛式模拟分析了它们对传输损耗的影响。我们考虑了随机变化的外管和嵌套管壁厚度以及随机的管子角度偏移。我们发现，在1.55 $\mu$m波长下，由扰动的管子角度引起的损耗增加在基模（FM）传播中比管壁厚度变化引起的损耗增加大约高一个数量级，在高阶模（HOM）传播中高两个数量级。此外，高阶模消光比（HOMER）与结构变化强度成正比，表明所制造光纤的“单模性”增强。 furthermore，弯曲条件使两种效应联合作用下的损耗贡献急剧恶化，在4 cm弯曲半径下相比直光纤的$+5\%$达到$+50\%$。我们认为我们的工作有助于预测实际制造后HC-ARF的性能。