[實用新型]一種新型的多級漸變纖芯級聯的寬帶模式轉換器

有效

• 申請號: 201822172026.0
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN209400730U
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 馬川;申東婭;張秀普;袁洪
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G02B6/14
• 分類號: G02B6/14;G02B6/293
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型一種新型的多級漸變纖芯級聯的寬帶模式轉換器，在115納米帶寬上，具體實現模式復用通信技術中基階模式（LP₀₁）向高階模式（LP_0m）的轉換，屬于光通信領域。本實用新型包括：纖芯包層（1），第一級漸變纖芯（2、3），第二級漸變纖芯（4）和第三級漸變纖芯（5、6）。其中，第一級漸變纖芯（2、3），第二級漸變纖芯（4）和第三級漸變纖芯（5、6）共中心軸線依次級聯。本實用新型是應用于光通信領域的模式復用技術，具體實現寬帶模式轉換器，能實現基階模式（LP₀₁）到高階模式（LP_0m）的高效轉換。同樣的，在相同的帶寬上，也能實現高階模式（LP_0m）向基階模式（LP₀₁）轉換。

技術領域

本發明涉及一種新型的多級漸變纖芯級聯的寬帶模式轉換器，適用于1.485-1.6微米的工作波長范圍上，共115納米帶寬，屬于光纖模式復用通信技術領域。

背景技術

光纖模式復用技術（MDM）是實現光纖多輸入多輸出（MIMO）通信的主要方法，是增加光纖鏈路傳輸容量的最直接有效的方法。

光纖模式復用通信系統通過使用少模光纖（FMF）中不同的傳輸模式進行信號的傳輸，每一個傳輸模式作為一個獨立的信道，單獨攜帶一路傳輸信號。在使用模式復用通信技術時，需要把發送端的基階模式（LP01）轉換成高階模式（LP0m），并將它們復用在少模光纖中進行傳輸；同理，也需要把接收端的攜帶信息的高階模式（LP0m）轉換成基階模式（LP01），再進行信號處理。

到目前為止，應用于模式復用技術中的模式轉換器主要有以下幾種類型：幾何光學模式轉換器，基于平面光波導的模式復用/解復用器，長周期光纖光柵型模式轉換器，基于光子晶體光纖的模式轉換器，雙芯光纖的耦合器。這些研究要么尺寸過大，不利于系統集成；要么加工過程需要精密控制，難以實現；或者是帶寬較窄，損耗大。

本發明設計的寬帶模式轉換器，經文獻檢索，未見與本發明相同的公開報道。

發明內容

本發明針對現有的主流的模式轉換技術的缺點，提出把基階模式（LP₀₁）轉換為高階模式（LP_0m）的寬帶模式轉換器。本發明提出的寬帶模式轉換器，可以應用于1.485-1.6微米的工作波長范圍上，共115納米帶寬；且結構簡單，易于加工；尺寸很小，利于系統集成。同樣的，該模式轉換器具有可逆性，在相同的工作帶寬上，也能實現將高階模式（LP_0m） 向基階模式（LP₀₁）轉換。

本發明通過級聯共中心軸線的多級漸變纖芯，實現基階模式（LP₀₁）轉換為高階模式（LP_0m）的寬帶模式轉換器。

本發明一種新型的多級漸變纖芯級聯的寬帶模式轉換器，包括：纖芯包層（1）、第一級漸變纖芯（2、3）、第二級漸變纖芯（4）和第三級漸變纖芯（5、6），其中：

a. 纖芯包層（1）均勻覆蓋每一級漸變纖芯, 半徑為R₅，長度為L₁+L₂+L₃+L₄+L₅（AF段）；

b. 第一級漸變纖芯（2、3）左端作為模式轉換器輸入端，包括漸變部分（2）和柱形部分（3），漸變部分（2）半徑從R₁（A點）以指數函數漸變增長到半徑R₂（B點），函數形式為，其中為漸變部分（2）的半徑，以AF方向為軸向，，和分別為A點和B點處的值， 為當前值，漸變部分（3）長度為L₁（AB段），柱形部分（4）的半徑為R₂，長度為L₂（BC段）；