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基于前向布里渊效应的片上模式转换器

导读: 现有的光纤通信系统为了增加通信容量已经利用了光波的包括幅度、频率、相位以及偏振态的所有自由度。

  现有的光纤通信系统为了增加通信容量已经利用了光波的包括幅度、频率、相位以及偏振态的所有自由度。在面对进一步倍增光纤通信的容量的需求下,就需要开发光纤通信系统新的复用自由度。通过利用光纤中不同空间模式的正交特性实现的空间模式复用技术有望为未来的光纤通信系统实现通信容量再次的倍增。在空间模分复用系统中,光模式转换器将起着至关重要的作用。

  武汉国家光电实验室博士生陈国栋和张芮闻在孙军强教授的指导下,提出基于前向布里渊效应的片上全光模式转换器。在同时考虑辐射压力和电致伸缩力的情况下,他们通过对混合波导的优化设计极大的增强了前向布里渊效应,实现了波导内光场由EX11模式到EX21模式的转换。在建立了模式转换理论模型的基础上,他们还利用数值仿真方法分析了波导长度和入射光功率对波导中模式转换效率的影响。在考虑光场和声场损耗的情况下此混合波导理论上最高可以实现88%模式转换效率。这个片上的模式转换器将作为复用/解复用器被应用于集成的光模分复用系统中,其将能极大的提高通信容量。

  图1光场和声场功率随波导长度的变化关系

  该项研究工作得到了国家自然科学基金项目(No.61377074)的资助。该研究成果ModeconversionbasedonforwardstimulatedBrillouinscatteringinahybridphononic-photonicwaveguide发表在OpticsExpress(Vol.22,Issue26,pp.32060-32070,2014)上。

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