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公开(公告)号：CN111404600B
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202010165936.5
申请日：2020-03-11
Applicant: 南开大学
IPC: H04B10/079 , H04B10/075
Abstract: 一种基于干涉理论的少模光纤空间模场检测方法。首先，通过仿真软件得出待测光纤在相关波长处能够支持的模式组分；随后，基于干涉理论，提炼出反映简并模式复强度的可测的特征参量；其次，通过建立这些特征参量和简并模式复强度的方程组，使得能够从物理图像中通过算法处理得到各简并模式的复强度，并设计相关算法去实现这一思路。在实验层面，搭建一套检测光纤出射模场的光学装置，并用空间图像探测器记录模斑；由空间图像探测器探测到的图像上，应用上述提到的模式恢复算法，即可得出相应的各阶次简并模式的复强度。本发明能够计算恢复简并模式的复振幅，与传统的只能得到模组强度的方法相比起来更加精确。
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公开(公告)号：CN116107097A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310058325.4
申请日：2023-01-16
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开一种基于光纤输出光强分布中提取角向特征参量的少模光纤模式分解方法。首先，计算出待测少模光纤所支持的所有空间模式的模场分布及对应阶次；其次，提炼出连接光纤输出光强分布和每个空间模式复振幅的角向特征参量；再次，建立从角向特征参量映射到空间模式复振幅的方程组，并设计模式恢复算法实现空间模式复振幅的求解。然后，搭建一套检测光纤出射模场的光学装置，对空间图像探测器探得的各阶次空间模式的模场分布进行精确标定；在测得的任意时刻待测光强分布图像中，应用上述提到的算法，即可实现每个空间模式复振幅的恢复，即模式分解。本发明能够仅从光纤输出光强分布中精确恢复每个空间模式的复振幅，有很强的适用性。
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公开(公告)号：CN111404600A
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN202010165936.5
申请日：2020-03-11
Applicant: 南开大学
IPC: H04B10/079 , H04B10/075
Abstract: 一种基于干涉理论的少模光纤空间模场检测方法。首先，通过仿真软件得出待测光纤在相关波长处能够支持的模式组分；随后，基于干涉理论，提炼出反映简并模式复强度的可测的特征参量；其次，通过建立这些特征参量和简并模式复强度的方程组，使得能够从物理图像中通过算法处理得到各简并模式的复强度，并设计相关算法去实现这一思路。在实验层面，搭建一套检测光纤出射模场的光学装置，并用空间图像探测器记录模斑；由空间图像探测器探测到的图像上，应用上述提到的模式恢复算法，即可得出相应的各阶次简并模式的复强度。本发明能够计算恢复简并模式的复振幅，与传统的只能得到模组强度的方法相比起来更加精确。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110673337B
公开(公告)日：2021-08-24
申请号：CN201910920673.1
申请日：2019-09-27
Applicant: 南开大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 一种多芯波导传输特性的快速矢量分析方法。包括：利用数值计算或解析解的方法计算多芯波导的所有本征模式模场分布及所有本征模式的传播常数；通过计算交叠积分对入射模场进行模式成分分析，将入射模场分解为本征模式模场相干叠加的形式；计算一段传输长度后各本征模式的相位变化量，得到传输一段距离后各本征模式的相位；将本征模式模场按照计算得到的相位和振幅进行相干叠加，得到了传输一段距离后的模场。本发明方法只需要对波导的横截面进行本征模式分析，大大节约了计算成本；同时，本发明只包含本征模式计算方法本身的误差，具有计算误差不随波导长度增加而累积的优点。本发明是一种针对复杂形状多芯波导的高效、精确的分析方法。
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公开(公告)号：CN110673264B
公开(公告)日：2020-10-02
申请号：CN201910825479.5
申请日：2019-09-03
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/28
Abstract: 一种基于微结构光纤的轨道角动量模式复用解复用耦合器。包括在给定中心波长为λ的波段内支持N个轨道角动量模式传输的中间环形纤芯、背景材料和分布在环形纤芯周围的n个仅支持基模传输的单模纤芯，n＝2N，分为N对。单模纤芯与环形纤芯的折射率均高于背景材料。每一对单模纤芯内的两个单模纤芯的半径、与背景材料的折射率差及与环形纤芯的间距均相等，且与耦合器中心的夹角为(2m+1)π/2l，m＝0,1,2…(l‑1)，l为该单模纤芯对向中间环形纤芯耦合的轨道角动量模式的阶次。本发明将单模纤芯内N对单模信号复用到中间环形纤芯内N个轨道角动量模式，实现了模分复用，从而增加了光纤通信系统传输的容量。
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公开(公告)号：CN110673264A
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201910825479.5
申请日：2019-09-03
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/28
Abstract: 一种基于微结构光纤的轨道角动量模式复用解复用耦合器。包括在给定中心波长为λ的波段内支持N个轨道角动量模式传输的中间环形纤芯、背景材料和分布在环形纤芯周围的n个仅支持基模传输的单模纤芯，n＝2N，分为N对。单模纤芯与环形纤芯的折射率均高于背景材料。每一对单模纤芯内的两个单模纤芯的半径、与背景材料的折射率差及与环形纤芯的间距均相等，且与耦合器中心的夹角为(2m+1)π/2l，m＝0,1,2…(l-1)，l为该单模纤芯对向中间环形纤芯耦合的轨道角动量模式的阶次。本发明将单模纤芯内N对单模信号复用到中间环形纤芯内N个轨道角动量模式，实现了模分复用，从而增加了光纤通信系统传输的容量。
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公开(公告)号：CN116698356A
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202310682345.9
申请日：2023-06-09
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开一种基于主成分先验信息的少模环芯光纤模式纯度测量方法。首先，计算出待测少模环芯光纤支持的所有空间模式，确定最高阶次；其次，列出连接光纤输出强度模斑和每个空间模式复振幅的非线性方程组，并设计利用主成分阶次先验信息求解此方程组的算法，从而实现每个模式复振幅的恢复和主成分模式纯度的测量。然后，搭建一套检测光纤出射模场的光学装置，对于任意时刻的光纤近场强度模斑，通过干涉图样或强度模斑的形状来获得主成分阶次的先验信息，应用上述提到的算法，即可实现模式纯度的测量。本发明能够仅从光纤输出近场强度模斑中精确恢复少模环芯光纤的模式纯度，有很强的适用性。
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公开(公告)号：CN110673337A
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201910920673.1
申请日：2019-09-27
Applicant: 南开大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 一种多芯波导传输特性的快速矢量分析方法。包括：利用数值计算或解析解的方法计算多芯波导的所有本征模式模场分布及所有本征模式的传播常数；通过计算交叠积分对入射模场进行模式成分分析，将入射模场分解为本征模式模场相干叠加的形式；计算一段传输长度后各本征模式的相位变化量，得到传输一段距离后各本征模式的相位；将本征模式模场按照计算得到的相位和振幅进行相干叠加，得到了传输一段距离后的模场。本发明方法只需要对波导的横截面进行本征模式分析，大大节约了计算成本；同时，本发明只包含本征模式计算方法本身的误差，具有计算误差不随波导长度增加而累积的优点。本发明是一种针对复杂形状多芯波导的高效、精确的分析方法。
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