[發明專利]一種光纖模式復用與解復用器及方法

有效

• 申請號: 202011643735.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112612083B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 邱英;陶金;劉子晨;尤全;賀志學
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;H04B10/25
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發明公開了一種光纖模式復用與解復用器及方法，涉及光通信的光纖光學領域，包括：至少兩根單模光纖；少模多芯微結構光纖，其包括一少模纖芯，以及通過微結構與少模纖芯相連的單模纖芯，少模纖芯和每一單模纖芯均與一單模光纖相連，且少模纖芯用于保持與其相連的單模光纖所傳輸的基模模式，并用于通過微結構與單模纖芯進行模式轉換和耦合；以及少模光纖，其與少模纖芯相連。本發明中的光纖模式復用與解復用器，其可以使高階模從中心的少模纖芯獨立轉換至周圍的一個單模纖芯，轉換效率高。

技術領域

本發明涉及光通信的光纖光學領域，具體涉及一種光纖模式復用與解復用器及方法。

背景技術

模分復用系統突破了單模光纖通信系統的容量限制，目前國內外對模分復用系統的研究頗為熱門。模式復用與解復用器是模分復用系統中的關鍵器件，在發射端，模式復用器的功能是將多個基模轉換成高階模并耦合進少模光纖中，在接收端，模式解復用器的功能是將少模光纖中的多個模式轉換成多個基模并分別耦合進多個單模光纖中。

目前模分復用器有光纖型、空間光型、硅基集成型等幾種。它們適用于不同的場合。其中光纖型模式復用器由于與少模光纖更容易兼容，因此更適用于光纖通信系統。

然而，由于高階模的匹配條件不一致，目前一次成型拉制的普通光纖型模式復用器很難滿足所有模式的相位匹配條件，導致轉換效率不能同時最佳，從而使得高階模的耦合損耗比基模的耦合損耗大，當各個模式都攜帶上信號進行傳輸時，損耗大的高階模信號在解調時信噪比較高，這對光通信系統來說是不利的。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的第一方面在于提供一種耦合效率高的光纖模式復用與解復用器。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種光纖模式復用與解復用器，包括：

至少兩根單模光纖；

少模多芯微結構光纖，其包括一少模纖芯，以及通過微結構與所述少模纖芯相連的單模纖芯，所述少模纖芯和每一所述單模纖芯均與一單模光纖相連，且所述少模纖芯用于保持與其相連的單模光纖所傳輸的基模模式，并用于通過所述微結構獨立地與每一所述單模纖芯進行模式轉換和耦合；以及

少模光纖，其與所述少模纖芯相連。

一些實施例中，所述微結構為包層中周期性結構或纖芯中缺陷結構。

一些實施例中，所述少模多芯微結構光纖包括一少模纖芯和以少模纖芯為中心對稱圍設的2N根單模纖芯，其中N為大于等于1的自然數。

一些實施例中，所述光纖模式復用與解復用器包括2N+1根所述單模光纖。

本發明的第二方面在于提供一種耦合效率高的復用方法。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種利用上述光纖模式復用與解復用器的復用方法，該方法包括以下步驟：

將與少模纖芯連接的單模光纖保持基模耦合進少模纖芯；

將其余單模光纖中的基模耦合進對應的單模纖芯中，通過微結構使單模纖芯與少模纖芯耦合，以將基模耦合進少模纖芯，并轉換成少模纖芯所支持的高階模式；

通過少模纖芯將其耦合的所有模式輸入至少模光纖中。

一些實施例中，所述微結構為包層中周期性結構或纖芯中缺陷結構。

一些實施例中，將一根單模光纖保持基模耦合進少模纖芯，并將2N根單模光纖中的基模耦合進對應的單模纖芯中，其中N為大于等于1的自然數。

本發明的第三方面在于提供一種耦合效率高的解復用方法。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：