9/2/2018,跟着社会信息化程度的逐步进步，信息数据流量自2000年以来，呈现出飞速上涨的气势，10年的上涨的速度超过了100倍，传输容量现已挨近现在单模光纤通讯体系的非线性香农极限。为了打破该种约束，国内外研讨者提出了多种处理方案，其间使用空间维度的模分复用技能被认为是最具实用化的处理手法。模分复用技能是使用少模或多模光纤中不同形式之间的正交性，添加信息传输通道数来进步信息传输容量。具体表现为在发射端将多路不同信号加载在不同的形式上，在接纳端进行别离来完成信息的收发，要害的器材之一便是形式复用及解复用器。其间全光纤的光子灯笼因为其损耗低、串扰小以及优异的抗电磁干扰功能，成为了最受喜欢的形式复用宽和复用器。

  光子灯笼的完成是根据少模光纤的形式复用技能，以少模光纤中几个彼此独立的正交形式作为独立的信道来成倍的进步光纤的通讯容量，少模光纤不同形式传递信息如图1所示。此外，少模光纤与单模光纤比较，模场面积更大，因而非线性效应的容限也会相对进步。这样既进步了传输容量，又进步了香农极限，然后极大的进步了整个光纤通讯体系的通讯容量。

  以拉锥型三模选模光子灯笼为例论述形式复用技能：三模选模光子灯笼将三根单模光纤严密对称的散布在折射率略低于光纤包层的玻璃套管里，然后对整个套管进行拉锥处理，拉锥过程中单模光纤纤芯直径逐步减小，以至于激光大部分从纤芯走漏到包层，纤芯与原有包层成为无效波导结构。一起，每根光纤的原有包层也和附近光纤的原有包层进行熔合，逐步构成新的导光纤芯，外层玻璃套管在拉锥的过程中变为新的包层，全体结构构成新的纤芯/包层波导。光子灯笼的拉锥结尾同少模光纤相衔接，完成了多个基模向高阶模的转化，到达形式复用的作用。三模选模光子灯笼的有用折射率及形式演化如图2所示。

  现在为止，已报导的光子灯笼主要有超快激光刻字光子灯笼、多芯光纤光子灯笼和光纤簇光子灯笼三大类，前两类在独自的波导输入或输出及与规范单模光纤衔接时需求引进额定的设备或许添加光学接口，技能杂乱并可能会导致附加损耗。

  光纤簇光子灯笼的根本结构是将单模光纤簇嵌入低折射率毛细管中进行熔融拉锥，在锥区顶级构成类似少模光纤的波导结构。理论和试验研讨标明，对每个光子灯笼而言，光纤数量取决于所需形式的数量，单模光纤最理想的数目和排布都是仅有确认的。无损光子灯笼规划的方针为单模光纤簇通过拉锥后，其终究尺度需求与相熔接的少模光纤纤芯尺度附近。当纤芯孤立或许弱耦合时，其超模或超模的组合将与终究的少模波导结构类似（耦合形式的场散布能够被看作是孤立形式的叠加，也被称为超模）。长飞光纤光缆股份有限公司（以下简称长飞公司）与北京邮电大学光研院伍剑教授团队协作，在自有的光纤处理渠道上，优化了拉锥工艺，以自产的特种光纤与低折射率毛细管，用绝热拉锥工艺制造出了首款国产化制品光纤簇光子灯笼(图3)。在该项研讨的基础上，成功申报了国家自然科学基金项目《面向弱耦合模分复用通讯体系的全光纤型形式挑选复用/解复用器的理论与试验研讨》（项目同意号：61875019）。

  图4展现了咱们制造的三模选模光子灯笼的输入输出形式，以及不同形式之间的串扰状况。图5展现了该光子灯笼在1530nm~1600nm的插入损耗测验成果，均在5dB以下。

  长飞公司与北京邮电大学协作制造的光纤簇光子灯笼作为一种全光纤结构的器材，具有低损耗、低模间串扰的长处（表1为该产品的技能指标）。该技能及产品到达世界领先水平，已成功应用于空分复用体系。未来，长飞公司将依托多年的光纤制备技能和成熟的光纤处理渠道，研发更高容量、更宽带宽的器材体系，为光通讯的技能发展供给有力支撑。