多芯光纤活动连接器光学性能评价

段劭琛; 杨世泰; 陈意坚; 董保明; 苑立波

doi:10.37188/OPE.20233110.1454

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

多芯光纤活动连接器光学性能评价

现代应用光学 | 更新时间：2023-05-25

- 多芯光纤活动连接器光学性能评价
- Optical performance evaluation of multi-core fiber connectors
- 光学精密工程 2023年31卷第10期页码：1454-1463
- 作者机构：
  
  桂林电子科技大学光电工程学院光子学研究中心，广西桂林 541004
- 作者简介：
  
  [ "段劭琛（1998-），男，河北辛集人，硕士研究生，2020年于暨南大学获得学士学位，主要从事光纤器件方面的研究。E-mail：21082203003@mails.guet.edu.cn" ]
  [ "苑立波（1962-），男，黑龙江铁力人，教授，博士生导师，2003年于香港理工大学获得博士学位，主要从事光纤集成器件及传感应用方面的研究。E-mail：lbyuan@vip.sina.com" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2019YFB2203903);国家自然科学基金资助项目(61827819);桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目(2022YCXS165)
- DOI：10.37188/OPE.20233110.1454
  中图分类号： O439
- 收稿日期：2022-11-30，
  
  修回日期：2022-12-30，
  
  纸质出版日期：2023-05-25
- 稿件说明：
移动端阅览
段劭琛,杨世泰,陈意坚等.多芯光纤活动连接器光学性能评价[J].光学精密工程,2023,31(10):1454-1463.

DUAN Shaochen,YANG Shitai,CHEN Yijian,et al.Optical performance evaluation of multi-core fiber connectors[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(10):1454-1463.
段劭琛,杨世泰,陈意坚等.多芯光纤活动连接器光学性能评价[J].光学精密工程,2023,31(10):1454-1463. DOI： 10.37188/OPE.20233110.1454.

DUAN Shaochen,YANG Shitai,CHEN Yijian,et al.Optical performance evaluation of multi-core fiber connectors[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(10):1454-1463. DOI： 10.37188/OPE.20233110.1454.

摘要

为了实现对多芯光纤在光网络系统中的接续并评价连接效果，给出了一种多芯光纤活动连接器的制备方法，用光学连续波反射计和光学低相干反射计分别构建了多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗测量系统。详细地分析了外在因素和端面质量对多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗的影响，提出了多芯光纤活动连接器制备和对接时需要满足的三项质量控制条件：精准对芯、物理接触和不相对转动。所制备的多芯光纤活动连接器具有标准的LC型接口，采用三维轮廓仪对多芯光纤活动连接器端面的三维参数（顶点偏移、曲率半径和光纤凹凸度）以及粗糙度进行了表征。用构建的测量系统测得制备的四芯光纤活动连接器中所有纤芯通道实现了平均0.089 dB的低插入损耗和52.31 dB的高回波损耗。为多芯光纤活动连接器走向实际应用提供了制备方法和性能评价方案。

Abstract

In this study， a technique for the synthesis of multi-core optical fiber connectors used in optical network systems is developed. In addition， systems that can measure the insertion and return losses of multi-core optical fiber movable connectors are constructed using an optical continuous wave reflectometer and optical low-coherence reflectometer， respectively， to evaluate the connection effect. Three quality control requirements-accurate core alignment， physical contact， and non-relative rotation-that must be satisfied during the preparation and docking of multi-core optical fiber connectors are proposed after a detailed analysis of the effects of external factors and end-face quality on the insertion and return losses of multi-core optical fiber connectors. A multi-core optical fiber connection with a typical LC-type interface is prepared. A three-dimensional （3D） profiler is used to record the 3D characteristics （vertex offset， curvature radius， optical fiber concavity， and convexity） of the multi-core optical fiber connector， as well as the roughness of its end face. Using the constructed measurement systems， an average low insertion loss of 0.089 dB and average high return loss of 52.31 dB are achieved for all fiber core channels in the prepared four-core fiber connector. Thus， the proposed synthesis method and performance evaluation scheme may facilitate the practical applications of multi-core fiber-optic movable connectors.

关键词

Keywords

references

余少华，何炜 . 光纤通信技术发展综述［J］. 中国科学（信息科学）， 2020 ， 50 （ 9 ）： 1361 - 1376 . doi: 10.1360/ssi-2020-0093 http://dx.doi.org/10.1360/ssi-2020-0093

YU SH H ， HE W . Latest survey on optical fiber communication ［J］. Scientia Sinica （Informationis）， 2020 ， 50 （ 9 ）： 1361 - 1376 . （in Chinese） . doi: 10.1360/ssi-2020-0093 http://dx.doi.org/10.1360/ssi-2020-0093

RICHARDSON D J ， FINI J M ， NELSON L E . Space-division multiplexing in optical fibres ［J］. Nature Photonics ， 2013 ， 7 （ 5 ）： 354 - 362 . doi: 10.1038/nphoton.2013.94 http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2013.94

王亚捷，侯尚林，雷景丽 . C+L波段低损耗色散补偿19芯光子晶体光纤设计［J］. 光学精密工程， 2022 ， 30（ 22 ） 2860 - 2868 . doi: 10.37188/ope.20223022.2860 http://dx.doi.org/10.37188/ope.20223022.2860

WANG Y J ， HOU SH L ， LEI J L . Design of 19-core photonic crystal fiber with low loss dispersion compensation in C+L band ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2022 ， 30 （ 22 ）： 2860 - 2868 . （in Chinese） . doi: 10.37188/ope.20223022.2860 http://dx.doi.org/10.37188/ope.20223022.2860

涂佳静，李朝晖 . 空分复用光纤研究综述［J］. 光学学报， 2021 ， 41 （ 1 ）： 0106003 . doi: 10.3788/aos202141.0106003 http://dx.doi.org/10.3788/aos202141.0106003

TU J J ， LI ZH H . Review of research on space division multiplexing optical fiber ［J］. Acta Optica Sinica ， 2021 ， 41 （ 1 ）： 0106003 . （in Chinese） . doi: 10.3788/aos202141.0106003 http://dx.doi.org/10.3788/aos202141.0106003

GONDA T ， IMAMURA K ， TSUKAMOTO M ， et al . Design of multicore fiber having upgradability from standard single-mode fibers and its application ［J］. Journal of Lightwave Technology ， 2019 ， 37 （ 2 ）： 396 - 403 . doi: 10.1109/jlt.2019.2895903 http://dx.doi.org/10.1109/jlt.2019.2895903

MATSUI T ， PONDILLO P L ， NAKAJIMA K . Weakly coupled multicore fiber technology， deployment， and systems ［J］. Proceedings of the IEEE ， 2022 ， 110 （ 11 ）： 1772 - 1785 . doi: 10.1109/jproc.2022.3202812 http://dx.doi.org/10.1109/jproc.2022.3202812

SATAKE T ， NAGASAWA S ， HUGHES M ， et al . MPO-type single-mode multi-fiber connector： low-loss and high-return-loss intermateability of APC-MPO connectors ［J］. Optical Fiber Technology ， 2011 ， 17 （ 1 ）： 17 - 30 . doi: 10.1016/j.yofte.2010.09.004 http://dx.doi.org/10.1016/j.yofte.2010.09.004

WATANABE K ， SAITO T ， KAWASAKI K ， et al . MPO type 8-multicore fiber connector with physical contact connection ［J］. Journal of Lightwave Technology ， 2016 ， 34 （ 2 ）： 351 - 357 . doi: 10.1109/jlt.2015.2473698 http://dx.doi.org/10.1109/jlt.2015.2473698

MORISHIMA T ， ITO J ， SHIMAZU T ， et al . MCF-Enabled Ultra-High-Density 256-Core MT Connector and 96-Core Physical-Contact MPO Connector ［C］. Optical Fiber Communication Conference Postdeadline Papers. Los Angeles， California. Washington， D.C. ： OSA ， 2017 ： 1 - 3 . doi: 10.1364/ofc.2017.th5d.4 http://dx.doi.org/10.1364/ofc.2017.th5d.4

SAITO K ， MATSUI T ， NAKAJIMA K ， et al . Multi-Core Fiber Connector with Precise Rotational Angle Alignment ［C］. 2014 OptoElectronics and Communication Conference and Australian Conference on Optical Fibre Technology . 6 - 10 ， 2014， Melbourne， VIC， Australia. IEEE ， 2014： 872 - 874 . doi: 10.1364/ofc.2015.m2b.2 http://dx.doi.org/10.1364/ofc.2015.m2b.2

LEE Y ， TANAKA K ， NOMOTO E ， et al . Multi-Core Fiber Technology for Optical-Access and Short-Range Links ［C］. 2014 12th International Conference on Optical Internet 2014 （COIN） . 27 - 29 ， 2014， Jeju， Korea （South）. IEEE ， 2014： 1 - 2 . doi: 10.1109/coin.2014.6950583 http://dx.doi.org/10.1109/coin.2014.6950583

SHIMAKAWA O ， SHIOZAKI M ， SANO T ， et al . Pluggable fan-out realizing physical-contact and low coupling loss for multi-core fiber ［C］. 2013 Optical Fiber Communication Conference and Exposition and the National Fiber Optic Engineers Conference （OFC/NFOEC） . IEEE ， 2013 ： 1 - 3 . doi: 10.1364/ofc.2013.om3i.2 http://dx.doi.org/10.1364/ofc.2013.om3i.2

NOMOTO E ， HIRUMA K ， SUGAWARA T ， et al . SC-type multi-core optical-fiber connectors using a pressurization spring ［J］. Optical Review ， 2015 ， 22 （ 5 ）： 679 - 685 . doi: 10.1007/s10043-015-0127-0 http://dx.doi.org/10.1007/s10043-015-0127-0

MORISHIMA T ， MANABE K ， TOYOKAWA S ， et al . Simple-structure low-loss multi-core fiber LC connector using an align-by-contact method ［J］. Optics Express ， 2021 ， 29 （ 6 ）： 9157 - 9164 . doi: 10.1364/oe.417827 http://dx.doi.org/10.1364/oe.417827

国家广播电视总局科技司 . 光纤活动连接器技术要求和测量方法： GD/J 097-2020 ［S］. 北京：国家广播电视总局科技司， 2020 . doi: 10.25045/jpit.v11.i1.04 http://dx.doi.org/10.25045/jpit.v11.i1.04

Technical requirements and measurement methods for fibre optic connector ：GD/J097-2020 ［S］. Beijing ： Department of Science and Technology of National Radio and Television Administration ， 2020 . （in Chinese） . doi: 10.25045/jpit.v11.i1.04 http://dx.doi.org/10.25045/jpit.v11.i1.04

王伟 . 光纤连接器损耗机理及研磨抛光工艺研究［D］. 大连：大连理工大学， 2017 .

WANG W . Research on Loss Mechanism and Lapping & Polishing Process for Optical Fiber Connectors ［D］. Dalian ： Dalian University of Technology ， 2017 . （in Chinese）

SHIKAMA K ， ABE Y ， YANAGI S ， et al . Physical-contact conditions for multicore fiber optical connectors ［C］. Optical Fiber Communication Conference/National Fiber Optic Engineers Conference 2013. Anaheim， California. Washington， D.C. ： OSA ， 2013 ： 1 - 3 . doi: 10.1364/ofc.2013.om3i.1 http://dx.doi.org/10.1364/ofc.2013.om3i.1

NAGASE R ， SAKAIME K ， WATANABE K ， et al . MU-type multicore fiber connector ［J］. IEICE Transactions on Electronics ， 2013 ， E96.C（ 9 ）： 1173 - 1177 . doi: 10.1587/transele.e96.c.1173 http://dx.doi.org/10.1587/transele.e96.c.1173

KACHRIS C ， TOMKOS I . A survey on optical interconnects for data centers ［J］. IEEE Communications Surveys & Tutorials ， 2012 ， 14 （ 4 ）： 1021 - 1036 . doi: 10.1109/surv.2011.122111.00069 http://dx.doi.org/10.1109/surv.2011.122111.00069

LI M J . Novel Optical fibers for data center applications ［C］. SPIE OPTO. Proc SPIE 9772 ， Broadband Access Communication Technologies X， San Francisco， California， USA . 2016 ， 9772 ： 22 - 28 . doi: 10.1117/12.2217734 http://dx.doi.org/10.1117/12.2217734

NAGASE R . Optical connectivities for multicore fiber ［C］. Optical Fiber Communication Conference. Optical Society of America ， 2020 ： Th3I. 1 . doi: 10.1364/ofc.2020.th3i.1 http://dx.doi.org/10.1364/ofc.2020.th3i.1

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

C+L波段低损耗色散补偿19芯光子晶体光纤设计

双通道MEMS微波功率传感器的匹配特性

精密光纤延迟线的设计及实验验证