光纤模分复用技术所采用的模式基主要为线偏（LP）模式和轨道角动量（OAM）模式，这些模式都是二重或四重简并的，在接收端需要辅助以多进多出数字信号处理（MIMO-DSP）技术来缓解模式串扰的影响，这增加了光通信系统的复杂度和成本。事实上，LP模式和OAM模式本质上都是由光纤中的本征模线性叠加而成，而光纤本征模本身也是相互正交且可以作为一个空间模式基，因此，除了基于LP模式和OAM模式的模分复用技术，基于光纤本征模本身也可以进行模分复用传输。

目前，一些保偏光纤（熊猫型或领结型应力双折射保偏光纤和椭圆纤芯保偏光纤）虽然可以实现模式分离，但模式通道数较少，且部分难以实现所有本征模完全分离。在此背景下，迫切需要设计一种可以支持多通道模式且所有本征模完全分离的退简并多模光纤。

在王健教授的指导下，博士生陈诗设计了一种本征模完全分离的退简并多模光纤。该光纤将椭圆环形纤芯结构引起的形状结构双折射和领结型应力区引起的应力附加双折射两者相叠加，有效增强了光纤中的双折射效应。在1550 nm波长处，该光纤共支持53个本征模式，且所有本征模之间的最小有效折射率差大于1.59×10-4，实现了所有本征模式的有效分离。同时，在整个C波段，该光纤始终支持53个本征模式，且模式间最小有效折射率差大于1.09×10-4。该光纤可应用于与波分复用相结合的低串扰光纤本征模式复用通信系统。2018年7月9日，其研究成果以论文“Fully degeneracy-lifted bow-tie elliptical ring-core multi-mode fiber”发表在Optics Express (Vol. 26, PP. 18773-18782, 2018)上。

图1 (a) 领结型椭圆环形多模光纤结构横截面示意图 (b)折射率分布

该研究成果获得到了国家973基础研究计划（2014CB340004）、国家自然科学基金(61761130082, 11574001, 11774116, 11274131)、牛顿高级访问学者基金、万人计划青年拔尖奖励计划、湖北省自然科学基金 (2018CFA048)、华中科技大学学术前沿青年项目的资助。

文章链接：

Shi Chen and Jian Wang, “Fully degeneracy-lifted bow-tie elliptical ring-core multi-mode fiber,” Optics Express 26(14), 18773-18782 (2018).

https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-26-14-18773