具有模式混合的多模式光学通信设备制造技术

本发明专利技术揭示一种设备，所述设备包含具有多个光学数据调制器和光学端面耦合器的光学发射器。所述光学数据调制器的每一者经配置以输出相应的经数据调制的光学载波。所述光学端面耦合器经配置以将所述经数据调制的载波引导到光束图案中以使用光点图案照亮多模式光纤的端面。所述光学端面耦合器经配置以使所述经数据调制的光学载波中的每一者激发所述多模式光纤的一组标准正交光学传播模式。所述组的一些标准正交光学传播模式具有重大不同的光强和/或相位分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有模式混合的多模式光学通信 本申请案主张美国临时专利申请案第61/608139号、第61/669612号和第 61/701646号的权益。
本专利技术涉及用于多模式光学通信的设备和方法。
技术介绍
本段引入可促进对本专利技术的更好的理解的方面。因此，应从这个角度理解本段的 陈述而不是将其理解为关于什么是现有技术或什么不是现有技术的许可。 近年来，光学传播模式复用作为一种用于提供光学通信的方法而研究。在光学传 播模式复用中，多模式光纤的一组标准正交光学传播模式在光学发射器与光学接收器之间 传送数据。所述组包含具有不同侧向光强和/或相位分布的标准正交模式。由于不同的光 学传播模式可用于传送不同的数据流，因此多模式光纤具有比单模式光纤（其中数据传输 速率在每一光纤和每一波长信道的基础上测量）支持更高的数据传输速率的潜力。
技术实现思路
第一设备的实施例包含具有多个光学数据调制器和一个端面耦合器的光学发射 器。所述光学数据调制器的每一者经配置以输出相应的经数据调制的光学载波。光学端面 耦合器经配置以将经数据调制的光学载波引导入能够使用光点图案照亮多模式光纤的端 面的光束图案中。所述光学端面耦合器经配置以引起经数据调制的光学载波中的每一者激 发多模式光纤的一组标准正交光学传播模式。所述组的一些标准正交光学传播模式具有重 大不同的光强和/或相位分布。 在第一设备的一些实施例中，光学耦合器可经配置以使经数据调制的光学载波中 的每一者的光学功率被大体上均匀地分散在所述组的正交光学传播模式上。所述光学耦合 器可经配置以使经数据调制的光学载波中的至少一者的光学功率被大体上均匀地分散所 述光学传播模式上，以使光学传播模式中的每一者接收光学传播模式彼此至少1/2的光学 功率。 在第一设备的任何实施例，光学端面耦合器可以是进一步包含经定位和定向以将 经数据调制的光学载波重新导向为大体上平行的一组反射器的自由空间光学装置。 在第一设备的替代实施例中，光学端面耦合器可包含锥形光纤束，所述锥形光纤 束具有经连接以接收经数据调制的光学载波的输入光纤以及能够使用光点图案照亮端面 的输出端。 在第一设备的任何实施例中，光学端面耦合器可经配置以引起经数据调制的载波 器中的每一者大体上激发具有不同角动量本征值的至少三个光学传播模式。 在第一设备的任何实施例中，光学端面耦合器可经配置以产生在关于多模式光纤 轴的一组不连续旋转下不变的光点图案。在此种实施例中，所述光点可处于第一和第二组， 以使每一组的光点形成居中于光纤的端面中心的图案。接着所述组中的一者的光点比所述 组中的另一者的一或多个光点距离端面中心更远。 在第一设备的任何实施例中，所述第一设备可进一步包含具有全光端连的多模式 光纤段序列的全光多模式光纤信道。所述多模式光纤是所述序列中的光学多模式光纤段的 第一者的片段。在一些此类实施例中，所述序列中的一些多模式光纤段可以是经构造以提 供微分群延迟补偿的混合光纤段。一些此类实施例可进一步包含光学接收器，所述光学接 收器经配置以通过对关于从全光多模式光纤信道接收到的光的测量集合执行MM0处理来 评估由经数据调制的光学载波传送的数据流。 在第一设备的一些实施例中，光学端面耦合器可包含3D波导装置。 第二设备的实施例包含光学发射器，所述光学发射器经配置以通过使用光点图案 照亮多模式光纤的端面的方式并行地发射多个经数据调制的光学载波。光点中的每一者通 过经数据调制的光学载波中的相应一者形成。在所述图案中，每个光点相对地定位以将经 数据调制的光学载波中的相应一者的光学功率分散在多模式光纤中具有不同侧向亮度和/ 或相位分布的一组标准正交光学传播模式上。 在第二设备的一些实施例中，子集的光点具有定位在圆上的中心。子集的光点在 圆上具有大约相等的弧间隔。在一些此类实施例中，子集由奇数个光点形成，例如3个、5 个、7个或9个光点。所述图案包含围绕圆的中心定位的光点中的一者。在根据本段的一些 实施例中，光点的第二子集包含三个或三个以上光点。第二子集的光点具有沿着与第一圆 同心且具有不同半径的第二圆定位的中心。所述两个子集可由不同数目的光点形成。 在第二设备的任何实施例中，光学发射器可发射经数据调制的光学载波中的至少 一者的功率，以使所述组的每一光学传播模式接收所述组的光学传播模式的彼此经数据调 制的光学载波中的至少一者的至少1/2的功率。 在第二设备的任何实施例中，光学发射器可包含经连接以接收在其输入光纤上的 经数据调制的光学载波的锥形光纤束且可经配置以通过传输从其端面接收的光形成图案。 在第二设备的任何替代实施例中，光学耦合器可以是自由空间光学装置，其中反 射器将经数据调制的光学载波重新定向为大体上平行的。 在第二设备的任何实施例中，第二设备可进一步包含经串联以形成全光多模式光 纤信道的多模式光纤段序列。所述序列的多模式光纤的第一者具有经定位以通过由光学发 射器形成的图案照亮的端面。在一些此类实施例中，第二设备可进一步包含经光学连接以 接收由所述序列的多模式光纤的最后者传输的光的光学接收器且可经配置以解调由其光 学传播模式中的不同者传送的数据流。 在第二设备的一些实施例中，光学发射器可包含3D波导装置，所述3D波导装置经 连接以接收其输入光纤上的经数据调制的光学载波且经配置以通过传输从其端面接收的 光形成图案。 【附图说明】 图1是说明具有多模式光纤（MMF)的传输段序列的光学通信系统的框图； 图2是图示地说明图1的光学发射器的框图； 图3说明图2的光学发射器的实施例在光学多模式光纤通信信道（例如，图1的 光纤通信信道）中的第一传输段的MMF的端面上形成的光点图案的实例； 图4示出图1的光学发射器的一些实施例可能使用的3个光点的图案，例如，以将 3个单个经数据调制的光学载波的光学功率大体上均匀地分散在MMF的3个线性极化（LP) 的模式，例如，具有角动量本征值〇、+1和-1的LP模式上； 图5示出图1的光学发射器的一些实施例可能使用的6个光点的图案，例如，以将 单个经数据调制的光学载波的光学功率大体上均匀地分散在MMF的6个LP模式上； 图6A是说明图2的光学发射器的实施例的框图，其中光学端面耦合器基于图4的 光点图案将3个单独的经数据调制的光学载波分散在MFA的标准正交光学传播模式的混合 上； 图6B具有说明在图6A的光学端面耦合器的自由版本中的三个经数据调制的光学 载波的横截面图案的演化的一系列横截面图； 图7是图2的光学端面耦合器的锥形光纤束的实施例的横截面图；以及 图8是三维（3D)波导装置的倾斜图，所述三维波导装置是图2的光学端面耦合器 的实施例。 在图和文本中相同的参考数字功能地和/或结构地指示类似元件。 在图中，一些特征的相对尺寸可经放大以更清晰地说明其中的设备。 在本文中，通过附图和说明性实施例的详细描述更全面地描述了各种实施例。然 而，本专利技术可以各种形式体现且不局限于在附图和说明性实施例的详细描述中描述的特定 实施例。 【具体实施方式】 以上提及的第61/608139号、第61/66本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：光学发射器，其包含多个光学数据调制器和光学端面耦合器，所述光学数据调制器的每一者经配置以输出相应的经数据调制的光学载波，所述光学端面耦合器经配置以将所述经数据调制的光学载波引导到光束图案中以使用光点图案照亮多模式光纤的端面；以及其中所述光学端面耦合器经配置以使经数据调制的光学载波的每一者激发所述多模式光纤的一组标准正交光学传播模式，所述组的一些标准正交光学传播模式具有重大不同的光强或相位分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.08 US 61/608,139;2012.07.09 US 61/669,612;1. 一种设备，其包括： 光学发射器，其包含多个光学数据调制器和光学端面耦合器，所述光学数据调制器的 每一者经配置以输出相应的经数据调制的光学载波，所述光学端面耦合器经配置以将所述 经数据调制的光学载波引导到光束图案中以使用光点图案照亮多模式光纤的端面；以及 其中所述光学端面耦合器经配置以使经数据调制的光学载波的每一者激发所述多模 式光纤的一组标准正交光学传播模式，所述组的一些标准正交光学传播模式具有重大不同 的光强或相位分布。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述光学耦合器经配置以使所述经数据调制的光 学载波的每一者的光学功率被大体上均匀地分散在所述组的所述正交光学传播模式上。3. 根据权利要求2所述的设备，其中所述光学耦合器经配置以使所述经数据调制的光 学载波中的至少一者的光学功率被分散在所述光学传播模式上，使得所述光学传播模式中 的每一者接收所述光学传播模式彼此的至少1/2的所述光学功率。4. 根据权利要求1所述的设备，其中所述光学端面耦合器包含锥形光纤束，所述锥形 光纤束具有经连接以接收所述经数据调制的光学载波的输入光纤以及能够使用所述光点 图案照亮所述端面的输出端。5. 根据权利要求1所述的设备，其中所述光学端面耦合器包含3D波导装置。6. 根据权利要求1所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·里夫，勒内琼·埃西安布尔，尼古拉斯·方丹，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国;FR