[發明專利]單模輸入-多芯少模光纖輸出的模式等功率激發器

在審

• 申請號: 202111187440.9
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113866871A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 苑立波;董保明;王東輝
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/26;G02B6/255
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是單模輸入?多芯少模光纖輸出的模式等功率激發器。它由單模光纖、等比例分光器、多芯石英棒、多芯光子燈籠、多芯少模光纖組成。該模式等功率激發器由單模光纖輸入光，經等比例耦合至多根單模光纖中，經多芯光子燈籠，在多芯少模光纖各纖芯中激發產生模式功率相等的傳輸模式，可應用于多芯光纖傳感器的制作，本發明可廣泛用于光纖傳感、光纖通信領域。

技術領域

本發明涉及的是單模輸入-多芯少模光纖輸出的模式等功率激發器，屬于光纖傳感技術領域。

背景技術

近年來，隨著互聯網業務激增，建設高速率、大容量的通信系統勢在必行。波分復用系統的頻譜效率接近非線性容量極限，其通信容量己經接近非線性香農極限，空間維度是最后一個有利用空間的物理維度，未來擴充光纖單纖通信容量的有效手段是發展基于單根光纖中多個獨立空間信道并行傳輸的空分復用技術。

少模光纖內可傳輸多個相互正交的模式，每一個模式都可以被看作一個獨立的傳輸信道，進而大幅度地提升通信系統傳輸容量；軌道角動量模式同樣可以在少模/多模光纖中傳輸，其在理論上可以具有無限個空間正交的拓撲分量，在模分復用方面具有很大的優勢。

少模光纖作為傳感器在實際應用中，如果直接在少模光纖中注入光，光能量大部分集中在基模，其他模式功率占比較小，導致少模光纖作為傳感部分的應用在一定程度上受到限制。

模式選擇型光子燈籠在實際中已經得到應用，此類光子燈籠的入射端多采用在光纖套管中插入多根包層或纖芯直徑不同的單模光纖，通過對光纖套管的絕熱拉錐，套管內部單模光纖纖芯直徑收縮減小，在單模光纖傳輸的激光隨著纖芯直徑收縮減小從纖芯泄露至包層，同時，每根光纖的包層和鄰近光纖的包層相互融合，形成新的導光纖芯，而套管在拉錐過程中形成新的包層，光子燈籠的末端與少模光纖對準熔接，從而實現模式由單模向指定高階模、高階簡并模等的轉換。隨著工藝和技術的不斷提升，光子燈籠的制作日益改善，已經能夠較好地實現基模向指定高階模式的轉換，插入損耗和模間串擾較小。

專利號為CN111239910A的專利公開了一種光子燈籠型簡并模組復用/解復用器及傳輸方法，用來解決簡并模式組接收問題，但光子燈籠激發的模式之間功率并沒有按照一定比例分配，在器件應用中對于模式的利用存在一定限制。

專利CN111385024B提供一種多芯少模的傳感通信融合接入傳輸系統，利用多芯少模光纖，結合光纖空分復用技術，實現對溫度、彎曲和應變等環境因素的實時感知，但模式功率不均等導致多芯少模光纖作為傳感部分的應用在一定程度上受到限制。

本發明中，光由單模光纖傳輸，經等比例分光器，將光等比例耦合至多根單模光纖中，多根單模光纖由等比例分光器排布方式過渡到多芯石英棒的排布方式，每一組單模光纖對應一光子燈籠，每一個光子燈籠尾端激發產生穩定的傳輸模式，多芯光子燈籠尾端與多芯少模光纖纖芯對準熔接，在多芯少模光纖中，每一纖芯傳輸模式功率相等的模式，少模光纖在空分復用技術上，空間利用率顯著提高，提高了光子燈籠模式的利用率。

發明內容

本發明的目的在于提供單模輸入-多芯少模光纖輸出的模式等功率激發器。

本發明是這樣實現的：

單模輸入-多芯少模光纖輸出的模式等功率激發器。其特征是：光由單模光纖傳輸，經等比例分光器，將光等比例耦合到多根單模光纖中，多根單模光纖由等比例分光器排布方式過渡到多芯石英棒的排布方式，每一組單模光纖對應一光子燈籠，每一個光子燈籠尾端激發產生穩定的傳輸模式，多芯光子燈籠尾端與多芯少模光纖纖芯對準熔接，在多芯少模光纖中，每一纖芯傳輸模式功率相等的模式。

參考圖3列舉的部分組合方式，選擇其中一種組合方式，將多根纖芯直徑不同的單模光纖分組，每組按照正多邊形排布組棒，制成多芯石英棒，作為拉制多芯光子燈籠的多芯石英棒。