低损耗与近零平坦色散双导模光子晶体光纤研究

来源：激光技术杂志2025年第4期北京时间：

作者：闫煜鹏, 宋锡策, 刘凯, 蒲俊宇, 孙宏森, 李长江, 蒋萍, 余先伦

摘要：为了提高环形光子晶体光纤传输轨道角动量模式的数量、优化光纤传输过程中的模式色散和限制损耗，设计了一种具有近零平坦色散、低限制损耗的双导模环形光子晶体光纤，该光纤由6层折射率环辅助结构隔离内外导模区域，外包层区域设置了半径逐渐增大的3层空气孔。利用有限元法，通过改变高折射率环折射率和厚度、空气孔间距、空气孔的半径分析光纤的模式色散与限制损耗，确定了光子晶体光纤最佳结构。结果表明，最佳结构下，在1.5 μm~1.7 μm波段，双导模环形光子晶体光纤可以传输286+126种轨道角动量模式，内外导模区域模式有效折射率差值都大于2.81×10−4，模式色散在−3 ps/(nm·km)~3 ps/(nm·km)之间，模式限制损耗在2×10−9 dB/m~8×10−8 dB/m之间。该研究为提升光子晶体光纤通信容量和通信效率提供了理论参考。

关键词：光纤通信, 双导模结构, 光子晶体光纤, 色散, 限制损耗