【摘 要】
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近几年,各种新型信息技术相继被提出,这些技术的发展需要更高的通信传输容量来保障,而目前作为骨干网的单模光纤传输系统由于非线性香农极限,将不再满足人们日益增长的通信容
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近几年,各种新型信息技术相继被提出,这些技术的发展需要更高的通信传输容量来保障,而目前作为骨干网的单模光纤传输系统由于非线性香农极限,将不再满足人们日益增长的通信容量需求,迫切需要我们开发新的复用技术来进一步提高通信容量。在目前尚未完全开发的空间复用维度中,基于轨道角动量(OAM,Orbital Angular Mome-ntum)的模式复用技术因其理论上可以在空间上实现无穷个相互正交OAM模式的复用,可以使光纤通信系统的传输容量得到极大的提高,受到科研工作者的广泛关注。但是在光纤中进行OAM模式复用时,OAM模式不可避免的会受到OAM模式偏振模色散(OAM-PMD,Polarization Mode Dispersion of Orbital Angular Momentum Mode)的影响。由于OAM-PMD随机变化且补偿困难,其会导致OAM模式复用传输系统的传输速率及传输距离严重下降,通过对其统计特性进行研究可以为OAM模式复用传输系统的设计以及OAM-PMD的补偿提供依据。因此本文研究了环状光纤中不同矢量本征模对应的OAM模式的一阶和二阶OAM-PMD的统计分布、均值、均方值等统计特性。本文的主要研究内容:(1)第一部分主要通过借鉴单模光纤中PMD的研究方法与经验,对环状光纤中各矢量本征模对应的OAM模式的一阶OAM-PMD的统计特性进行了理论推导,并在考虑组成OAM模式的同一矢量本征奇-偶之间有效折射率差的频率特性的基础上研究了环状光纤不同程度的椭圆双折射和不同心双折射对一阶OAM-PMD系数的影响,除此之外还使用琼斯传输矩阵法对环状光纤的OAM模式的一阶OAM-PMD的均值、均方根、统计分布等统计特性进行仿真。(2)第二部分主要对环状光纤中二阶OAM-PMD及其平行分量和垂直分量的统计特性进行了理论推导,并使用COMSOL和MATLAB仿真分析了椭圆双折射或不同心双折射对二阶OAM-PMD系数的影响。
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