[實用新型]一種寬帶光纖模式轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320825987.1
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN203838366U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王華;陳明陽;祝遠鋒;李路明;孫欣;楊濟海;陳磊;陳健;陳鹍
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司
• 主分類號: G02B6/14
• 分類號: G02B6/14;G02B6/02
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

?????????本實用新型涉及光纖通信領(lǐng)域，具體涉及實現(xiàn)模式之間轉(zhuǎn)換的光纖模式轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

隨著少模光纖技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展，模式轉(zhuǎn)換器作為其中的關(guān)鍵器件，受到了越來越多的重視。光纖模式轉(zhuǎn)換器是一種實現(xiàn)光纖不同模式場之間轉(zhuǎn)換的器件。理想的光纖模式轉(zhuǎn)換器應(yīng)能夠有效轉(zhuǎn)換相應(yīng)模式，具有較寬的工作帶寬，且保證輸出模式具有低串?dāng)_。

????人們已經(jīng)提出了幾種適用于光纖模式轉(zhuǎn)換的器件，其中最常用的是基于光纖光柵的模式轉(zhuǎn)換器，但是其工作帶寬較窄。人們也提出了基于光學(xué)全息技術(shù)及多模光纖耦合器的模式轉(zhuǎn)換器【Journal?of?Lightwave?Technology,?2012,?30(12):?1978-1984】。

????采用光纖結(jié)構(gòu)并基于耦合原理可以實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。采用雙芯光纖結(jié)構(gòu)也可實現(xiàn)這種功能，且可用于色散補償【Appl.?Opt.,2012,?51(19):?4388-4393】，其工作帶寬為22?nm。采用光子晶體光纖結(jié)構(gòu)也可實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換【一種光纖模式轉(zhuǎn)換器，申請?zhí)枺?00810021652.8】，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，增加制作難度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種簡單結(jié)構(gòu)寬帶光纖模式轉(zhuǎn)換器，能在很寬的帶寬范圍內(nèi)工作。

????本實用新型為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該光纖模式轉(zhuǎn)換器為一種三芯光纖，由纖芯I、II、III組成。三個纖芯的中心呈一直線，纖芯I和纖芯III分布于纖芯II兩側(cè)。纖芯I的歸一化頻率V₁滿足V₁<2.405,?纖芯II的歸一化頻率V₂滿足V₂>2.405，纖芯III的歸一化頻率V₃滿足V₃>3.832，且滿足V₁<V₂<V₃。

????作為本方案的進一步改進，在工作帶寬范圍內(nèi)，纖芯I的基模有效折射率n_eff1和纖芯II的高階模1的有效折射率n_eff2之差滿足|n_eff1-n_eff2|<10^-3，纖芯II的高階模1的有效折射率n_eff2和纖芯III的高階模2的有效折射率n_eff3之差滿足|n_eff2-n_eff3|<10^-3。纖芯I和纖芯II纖芯間距d₁≤6μm，纖芯II和纖芯III纖芯間距d₂≤6μm。

???????作為本方案的進一步改進，纖芯I和纖芯II的中心距離d₁，纖芯II和纖芯III的中心距離d₂之間滿足：d₁>d₂。

????本實用新型的有益效果是：采用三芯光纖結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了不同光纖基模和高階模的轉(zhuǎn)換，通過中間模式的過渡，有效提高了光纖基模與所需轉(zhuǎn)換的高階模之間的轉(zhuǎn)換效率。且由于中間纖芯的存在，不同的模式在不同的纖芯中傳輸，輸出的模式是單一的模式，不會混合其它不需要的模式，輸入纖芯和輸出纖芯之間距離遠，保證了在輸入纖芯中的輸入模式與輸出纖芯中的輸出模式之間的低串?dāng)_。采用簡單的三芯光纖結(jié)構(gòu)，特別是可以采用微結(jié)構(gòu)光纖制作工藝，且無需引入空氣孔，采用簡化了制作工藝，避免了帶空氣孔光纖的后期處理的復(fù)雜性，并可以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本實用新型的示意圖；

????圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)中纖芯I的LP₀₁模、纖芯II的LP₁₁模和纖芯III的LP₀₂模的有效折射率與波長的關(guān)系示意圖；

????圖3為不存在纖芯II時，纖芯I的LP₀₁模和纖芯III的LP₀₂模之間的耦合曲線；

圖4為圖1所結(jié)構(gòu)中纖芯I的LP₀₁模和纖芯III的LP₀₂模之間的耦合曲線；

???圖5為圖1所結(jié)構(gòu)中最終從纖芯I和纖芯III輸出的能量與波長的關(guān)系示意圖。

???其中，1為基質(zhì)材料，2為纖芯I，3為纖芯II，4為纖芯III。