光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器，该光纤模式旋转器包括：对称分布的距离光纤的纤芯预设距离的两个内芯，所述两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度，其中所述两个内芯与所述纤芯的折射率不同，所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长。由于在本发明专利技术实施例中在光纤的纤芯两侧对称的分布有两个内芯，该内芯的折射率与纤芯的折射率不同，从而可是使入射的导模发生90度的旋转，从而可以基于光纤实现模式的转换，因此可以实现模式的复用，并且因为该模式旋转器是基于光纤的，因此可以避免插入损耗，从而可以有效提高通信系统的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
，特别涉及一种光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器。
技术介绍
随着通信技术的不断演进和新业务井喷式的涌现，人们对通信网络的容量提出了越来越高的要求。过去的十几年里研究人员为了提升光纤通信的容量，基于单模光纤研究出了很多先进的技术，例如，采用高阶正交调制格式替代简单的幅度调制格式，偏振复用(PDM)，密集波分复用(DWDM)技术，正交频分复用(OFDM)技术等，使得目前单模光纤容量已接近香农极限。在这种情况下，人们开始把研究的目光重新转向多模光纤。单模光纤中，多种复用方法尚未能够充分利用到光纤中可利用的所有自由度。其中，光纤中的固有属性-光纤模式，便是重要的自由度之一。若能使多模光纤中携带的模式彼此分离地承载信号，充分利用光纤带宽，则可能给光纤容量带来新的飞跃。因此研究模式复用即空间复用是光传输未来的发展趋势和重要技术。在模式复用技术中，模式的复用和解复用是一项关键技术也是技术难点所在，模式复用器主要的作用是将不同空间模式复用进同一根光纤中，解复用即将同一根光纤中的不同模式分离开来，然后导进不同的光纤中。这类似于光纤的波分复用技术中的波分复用器以及解复用器。现有的模式复用器及解复用器主要包括：基于自由空间光的模式复用/解复用器；基于光纤拉锥技术的光子灯笼型模式复用/解复用器；基于硅基光学的模式复用/解复用器等等。这些模式复用/解复用器虽然都能实现模式复用/解复用，但是其插入损耗和模式串扰非常严重。这是因为为了实现简并模的复用，需要将模式复用器在同一平面上设置在少模光纤的不同角度上，而现有技术中基于光纤器件的技术都不能实现在同一平面上同时完成两个简并模的复用功能。而基于平面光波导技术的模式复用器虽然能够实现在同一平面上同时完成两个简并模的复用，但平面光波导接入光纤系统中会带来很大的插入损耗，降低通信系统的性能。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了一种光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器，用以实现导模的复用，并降低插入损耗，提高通信系统的性能。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种光纤模式旋转器，应用于光纤中，所述光纤模式旋转器包括：对称分布的距离光纤的纤芯预设距离的两个内芯，所述两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度，其中所述两个内芯的半径相同、折射率相同，且与所述纤芯的折射率不同；所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长。进一步地，所述当所述导模为LP11模时，所述预设的角度为45度；当所述导模为LP21模时，所述预设的角度为22.5度；当所述导模为LP31模时，所述预设的角度为15度；当所述导模为LP12模时，所述预设的角度为45度。进一步地，所述两个内芯的半径小于纤芯的半径。进一步地，所述两个内芯的中心距离所述纤芯的距离为6微米。本专利技术实施例提供了一种基于上述光纤模式旋转器的全光纤模式复用器，应用于光纤中，所述全光纤模式复用器包括：输入光纤和输出光纤；连接在所述输入光纤和输出光纤间的至少一个光纤模式旋转器，及至少一个光纤模式耦合器。进一步地，当所述全光纤模式复用器为六模复用器时，所述全光纤模式复用器具体包括：所述至少一个光纤模式旋转器包括：LP21模光纤模式旋转器和LP11模光纤模式旋转器；所述至少一个光纤模式耦合器包括：2个LP21模耦合器、2个LP11模耦合器和LP02模耦合器。进一步地，当所述全光纤模式复用器为六模复用器时，所述全光纤中依次设置有输入光纤、第一LP21模耦合器、LP21模光纤模式旋转器、第二LP21模耦合器、第一LP11模耦合器、LP11模光纤模式旋转器、第二LP11模耦合器、LP02模耦合器和输出光纤。本专利技术实施例提供了一种基于上述光纤模式旋转器的全光纤模式解复用器，应用于光纤中，所述全光纤模式解复用器包括：输入光纤和输出光纤；连接在所述输入光纤和输出光纤间的至少一个光纤模式旋转器，及至少一个光纤模式耦合器。进一步地，当所述全光纤模式解复用器为六模解复用器时，所述全光纤模式解复用器具体包括：所述至少一个光纤模式旋转器包括：LP21模光纤模式旋转器和LP11模光纤模式旋转器；所述至少一个光纤模式耦合器包括：2个LP21模耦合器、2个LP11模耦合器和LP02模耦合器。进一步地，当所述全光纤模式解复用器为六模解复用器时，所述全光纤中依次设置有输入光纤、LP02模耦合器、第一LP11模耦合器、LP11模光纤模式旋转器、第二LP11模耦合器、第一LP21模耦合器、LP21模光纤模式旋转器、第二LP21模耦合器和输出光纤。本专利技术实施例提供了一种光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器，该光纤模式旋转器包括：对称分布的距离光纤的纤芯预设距离的两个内芯，所述两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度，其中所述两个内芯的半径相同、折射率相同，且与所述纤芯的折射率不同，所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长。由于在本专利技术实施例中在光纤的纤芯两侧对称的分布有两个内芯，该内芯的折射率与纤芯的折射率不同，所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长，从而可是使入射的导模发生90度的旋转，从而可以基于光纤实现模式的转换，因此可以实现模式的复用，并且因为该模式旋转器是基于光纤的，因此可以避免插入损耗，从而可以有效提高通信系统的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1A为本专利技术实施例提供的一种光纤模式旋转器实现模式旋转的示意图；图1B为本专利技术实施例提供的图1A中光纤模式旋转器的横截面的示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于该光纤模式旋转器，实现模式旋转的示意图；图3为本专利技术实施例提供的全光纤六模复用器的结构示意图。具体实施方式为了实现导模的复用，并降低插入损耗，提高通信系统的性能，本专利技术实施例提供了一种光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤模式旋转器，其特征在于，应用于光纤中，所述光纤模式旋转器包括：对称分布的距离光纤的纤芯预设距离的两个内芯，所述两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度，其中所述两个内芯的半径相同、折射率相同，且与所述纤芯的折射率不同；所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长。

【技术特征摘要】
1.一种光纤模式旋转器，其特征在于，应用于光纤中，所述光纤模式旋转
器包括：
对称分布的距离光纤的纤芯预设距离的两个内芯，所述两个内芯的连线与
导模的光轴呈预设的角度，其中所述两个内芯的半径相同、折射率相同，且与
所述纤芯的折射率不同；
所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差
的拍长。
2.根据权利要求1所述的光纤模式旋转器，其特征在于，所述当所述导模
为LP11模时，所述预设的角度为45度；
当所述导模为LP21模时，所述预设的角度为22.5度；
当所述导模为LP31模时，所述预设的角度为15度；
当所述导模为LP12模时，所述预设的角度为45度。
3.根据权利要求1所述的光纤模式旋转器，其特征在于，所述两个内芯的
半径小于纤芯的半径。
4.根据权利要求1所述的光纤模式旋转器，其特征在于，所述两个内芯的
中心距离所述纤芯的距离为6微米。
5.一种基于权利要求1-4任一项光纤模式旋转器的全光纤模式复用器，其特
征在于，应用于光纤中，所述全光纤模式复用器包括：
输入光纤和输出光纤；
连接在所述输入光纤和输出光纤间的至少一个光纤模式旋转器，及至少一
个光纤模式耦合器。
6.根据权利要求5所述的全光纤模式复用器，其特征在于，当所述全光纤
模式复用器为六模复用器时，所述全光纤模式复用器具体包括：
所述至少一个光纤模式旋转器包括：LP21模光纤模式旋转器和LP11模光纤
模式旋转器；
所述至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，曾星琳，郑宇，李蔚，伍剑，邱吉芳，林金桐，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11