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随着信息时代的飞速发展,人们对通信容量的需求急剧增长,现有光纤通信系统已经不能满足人们的需求。为了解决通信容量危机,新技术不断涌现。其中,光纤轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)光通信为此提供了一条潜在解决途径。由于具有不同拓扑电荷数的OAM模式在空间中具有正交性,且理论上其拓扑荷可取无穷个,在通信系统中利用OAM光束作为信息载体的研究逐步引起广泛关注。OAM光通信中传输媒介是关键器件,目前OAM的传输媒介主要有自由空间和光纤两种。在自由空间光通信中,目前的传输速率可达Tbit/s量级,OAM模式数量也能达到几十个。但是OAM光束在自由空间中传输易受到大气环境变化和外界干扰,传输距离较短,能量分布发散,所以OAM在光纤中的传输是目前的研究热点。本文首先分析了 OAM在光纤中传输的理论基础,设计了一种新型环形缓变折射率OAM传输光纤。在普通圆形光纤的纤芯和包层之间加了一层缓变折射率层,然后应用基于FEM的COMSOL软件,仿真分析了光纤的各个结构参数,包括各层半径以及各层的折射率对光纤的色散,非线性系数的影响,得到了 一种最低模式的色散为3ps/ ( nm · km) 非线性系数为6.1km-1· w-1的光纤结构。仿真结果表明该光纤可以传输18个模式(其中16个OAM模式以及TE01, TM01模式),其模式间有效折射率差可达到6.656× 10-3 ,能够有效减小矢量模之间的简并;同时又由于光纤的折射率是渐变的,这种结构可以把模式纯度提高到99.9% ,从而有效降低模间串扰。最后计算了工艺误差对光纤性能的影响,结果标明,传输层的不圆度对光纤传输距离的影响最为明显。最后介绍了 OAM传输光纤在未来通信系统中的应用前景。