1.一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,包括:环形纤芯区域、掺铒区域、中心区域和包层;所述环形纤芯区域为多层环形纤芯结构;所述包层、环形纤芯区域、中心区域依次从外到内分布,所述掺铒区域包括所述环形纤芯区域的内侧和外侧组成的双层环形掺铒区域;所述轨道角动量掺铒光纤的光纤结构参数通过机器学习实现多参数优化,以获得特定目标的模式性能参数;所述光纤结构参数包括:环形纤芯区域的环形纤芯层数,最内层环形纤芯的内径,每层环形纤芯的宽度,每层环形纤芯的折射率分布,内侧环形掺铒区域的掺铒浓度、内径和宽度,外侧环形掺铒区域的掺铒浓度、外径和宽度;所述模式性能参数包括:模群间串扰、模式增益、差分模式增益、噪声系数、带宽。
2.根据权利要求1所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述环形纤芯区域的环形纤芯层数不小于2层,所述环形纤芯区域最内层环形纤芯的内径为2μm~30μm,所述环形纤芯区域的每层环形纤芯的宽度均不小于1μm。
3.根据权利要求1所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述中心区域和包层的折射率低于所述环形纤芯区域的折射率,所述环形纤芯区域多层环形纤芯与包层的相对折射率差均不大于2%,所述环形纤芯区域多层环形纤芯与中心区域的相对折射率差均不大于2%。
4.根据权利要求1所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述内侧环形掺铒区域的内径位于环形纤芯区域最内层环形纤芯的内径以内的位置,所述外侧环形掺铒区域的外径位于环形纤芯区域最外层环形纤芯的外径以外的位置,所述内侧环形掺铒区域的宽度不小于1μm,所述外侧环形掺铒区域的宽度不小于1μm,所述内侧环形掺铒区域的掺铒浓度不大于1.5×1025m-3,所述外侧环形掺铒区域的掺铒浓度不大于1.5×1025m-3,所述外侧环形掺铒区域的掺铒浓度大于所述内侧环形掺铒区域的掺铒浓度。
5.根据权利要求1所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述轨道角动量掺铒光纤支持多通道径向一阶轨道角动量模式且分为不同模群,模群间的有效折射率差均不小于1×10-3。
6.根据权利要求5所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述轨道角动量掺铒光纤模群间串扰不大于-20db,模式增益不小于15db,模式差分增益不大于1.5db,噪声系数不大于10db,工作波长范围为c波段、l波段或者c+l波段。
7.根据权利要求1所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述轨道角动量掺铒光纤的泵浦方式采用纤芯泵浦或者包层泵浦;采用纤芯泵浦时,泵浦波长下所述轨道角动量掺铒光纤支持的所有模式及其组合均作为泵浦光;采用包层泵浦时,泵浦光为包层泄露模式;所述泵浦光的波长为980nm或者1480nm。
8.一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,包括:多个环形纤芯区域、掺铒区域、中心区域和包层;所述轨道角动量掺铒光纤为多芯轨道角动量掺铒光纤,其包含多个纤芯,对应多个环形纤芯区域,所述环形纤芯区域为多层环形纤芯结构;所述包层、多个环形纤芯区域、中心区域依次从外到内分布,所述掺铒区域包括所述多个环形纤芯区域的内侧和外侧组成的双层环形掺铒区域;所述轨道角动量掺铒光纤的光纤结构参数通过机器学习实现多参数优化,以获得特定目标的模式性能参数;所述多芯轨道角动量掺铒光纤的光纤结构参数包括:纤芯数目、纤芯排布、纤芯与纤芯之间的间距,每个纤芯又包括所述的环形纤芯区域和掺铒区域;所述多芯轨道角动量掺铒光纤的模式性能参数包括:纤芯与纤芯间的模式串扰、每个纤芯中的模群间串扰、模式增益、差分模式增益、噪声系数、带宽。
9.根据权利要求8所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述多个纤芯对应多个环形纤芯区域的个数不小于4,所述每个环形纤芯区域的层数不小于2层,所述每个环形纤芯区域最内层环形纤芯的内径为2μm~30μm,所述每个环形纤芯区域的每层环形纤芯的宽度均不小于1μm;所述每个中心区域和包层的折射率均低于所述每个环形纤芯区域的折射率,所述每个环形纤芯区域的多层环形纤芯与包层的相对折射率差均不大于2%,所述每个环形纤芯区域的多层环形纤芯与中心区域的相对折射率差均不大于2%。
10.根据权利要求8所述的一种多参数优化的轨道角动量掺铒光纤,其特征在于,所述每个双层环形掺铒区域的内侧环形掺铒区域的内径位于每个环形纤芯区域最内层环形纤芯的内径以内的位置,所述每个双层环形掺铒区域的外侧环形掺铒区域的外径位于每个环形纤芯区域最外层环形纤芯的外径以外的位置;所述每个内侧环形掺铒区域的宽度均不小于1μm,所述每个外侧环形掺铒区域的宽度均不小于1μm;所述每个内侧环形掺铒区域的掺铒浓度均不大于1.5×1025m-3,所述每个外侧环形掺铒区域的掺铒浓度均不大于1.5×1025m-3,所述每个双层环形掺铒区域的外侧环形掺铒区域的掺铒浓度大于所述内侧环形掺铒区域的掺铒浓度。