[00502136]高阶矢量调制格式信号光纤传输损伤及其数字相干接收研究

　　该项目为国家自然科学基金资助面上项目。

　　该项目面向未来模分复用光纤通信系统的需求，对“任意的模式的高效激励方法”和“模式转换的条件及可控模式转换实现方法”进行研究，重点探讨模式分布特征及模式传递函数，提出高效率、低串扰、低复杂度的模式激励和控制方法，通过理论研究和实验验证，为我国模分复用光纤通信系统的发展提供重要参考，为下一代超高速率、超高频谱效率的光纤传输系统的发展提供有力支撑。主要研究内容如下：

　　1.面向未来模分复用光纤通信系统发展的需求，对任意模式的高效激励和转换方法及控制条件进行了深入的研究，重点探讨了模式分布特征及理想模式传递函数，围绕基于空间光

　　调制器和基于光子晶体光纤的模式控制方法，提出了多种高效率、低串扰、低复杂度的模式激励和转换的方法、技术和新型结构，建立了模式转换仿真平台和实验平台，通过理论分析、仿真和实验研究验证了所提出的方法和技术，这些成果可为我国模分复用光纤通信系统的发展提供重要参考，为下一代超高速率、超高频谱效率的模分复用光纤传输系统的发展提供有力支撑。

　　2.在基于空间光调制器的模式控制方法的研究中，分析了模场分布特点及其控制原理，推导了理想的模式转换传递函数，建立了4f共焦系统模型和菲涅耳衍射分析模型，提出并实验实现了空间频谱匹配、模场半径预匹配、联合相位和幅度调制、闪耀光栅偏射等模式控制技术。利用该项目提出的这些创新技术，不仅高精度地实现了20多个高阶模式的激励或

　　转换，而且实现了两种高效率、高精度的实验系统：利用单个空间光调制器实现4个模式同时激励并复用的实验系统和基于光学谐振的按需模式产生实验系统，为模分复用系统的发展提供重要参考。

　　3.在基于光子晶体光纤的模式控制方法的研究中，深入探讨了基于耦合模理论的光子晶体光纤的模式转换技术的理论基础，提出三种可实现模式转化的光子晶体光纤及模式耦合器的新型结构，设计了多个模式同时转换和复用的模块结构，并仿真验证了三种方案的可行性。仿真结果显示，三种方法均容易控制，并具有模块化结构，扩展性及控制性能良好。