一种低非线性系数模分复用器制造技术

本发明专利技术提出了一种低非线性系数模分复用器，实现了折射率渐变型分布、大有效模场面积、低非线性系数、高耦合效率、宽工作波段的6模式少模复用；在1.45 µm ‑1.65 µm工作波段，该模分复用器耦合效率优于‑0.449

A low nonlinear modulus multiplexer

The invention provides a low nonlinear coefficient mode division multiplexing, to achieve the 6 mode of graded index distribution, effective mode area and low nonlinear coefficient, high coupling efficiency, wide band mode multiplexing; in the 1.45 m 1.65 m working band, the mode division multiplexing for the coupling efficiency is higher than 0.449

【技术实现步骤摘要】
一种低非线性系数模分复用器
本专利技术涉及一种模分复用结构，具体涉及一种低非线性系数模分复用器，可应用于光纤通信、光学信息处理等领域。
技术介绍
光纤是光纤通信系统的重要传输介质；随着光纤制造技术的进一步发展，人们于1979年实现了在1550nm波段损耗约为0.2dB/km的低损耗光纤；低损耗光纤开启了光纤通信领域的革命历程，导致了非线性光纤光学领域出现；1995年，工作在1550nm波段的掺铒光纤放大器的商用化，使得光纤通信和非线性光纤光学得到巨大发展；各种类型的光纤和光纤通信系统得到广泛的关注和研究[1G.P.Agrawal,NonlinearFiberOptics,5e,ElsevierInc.Elsevier(Singapore)PteLtd.2012,1-648]。近年来，基于模分复用的光纤通信研究领域是前沿热点之一；作为其关键技术之一的模分复用器件得到了广泛关注[2GuifangLi,NengBai,andNingboZhaoandCenXia,Space-divisionmultiplexing:thenextfrontierinopticalcommunication.AdvancesinOptics&Photonics,2014,6(4):5041-5046]；为了解决单模光纤通信系统中光纤非线性引起的传输质量问题，业界采用了大有效面积降低光纤非线性的解决方案。在模分复用研究领域，为了减小光纤非线性效应，文献[3HeWen,HongjunZheng,BenyuanZhuandGuifangLi,ExperimentalDemonstrationofLong-DistanceAnalogTransmissionoverFew-ModeFibers.OFC2015,M3E.2,2015,1-3]采用1550nm波段130µm2模场面积的少模光纤，减小了模拟传输信号三阶交调畸变3dB，提高了信号无杂散动态范围1.5dB；文献[4MukasaK,ImamuraK,SugizakiR.Multi-coreFew-modeopticalfiberswithlargeAeff.EuropeanConferenceandExhibitiononOpticalCommunications.2012:1-3]提出了170µm2(LP01)和µm2(LP11)的大有效面积少模光纤；文献[5KasaharaM,SaitohK,SakamotoT,etal.DesignofThree-Spatial-ModeRing-CoreFiber.JournalofLightwaveTechnology,2014,32(7):1337-1343.]提出了模场面积80到360µm2可调的大有效面积环形芯少模光纤；文献[6MingjunLi,etal.Lowdelayandlargeeffectiveareafew-modefibersformode-divisionmultiplexing.IEEEOpto-ElectronicsandCommunicationsConference,2012:495-496.]提出了模场面积186µm2(LP01)和242µm2(LP11)的大有效面积的少模光纤，并演示了100km少模传输实验。综上，为了减小光纤的非线性系数，增大光纤有效模场面积也是模分复用少模光纤的一种有效解决方案；作为这些少模光纤的模分复用器件，也需要考虑其传输信道的大有效面积、低非线性系数等问题。作为模分复用系统的关键环节，模分复用器是将多种模式信号复用到同一个信道进行传输的器件，对模分复用系统的实现具有重要意义。文献[7RolRyf,BolleCA,HoyningenhueneJV.OpticalCouplingComponentsforSpatialMultiplexinginMulti-Mode[C].EuropeanConferenceandExhibitiononOpticalCommunication.2011:1-3;8LiA,ChenX,AlaminA,etal.Space-DivisionMultiplexedHigh-SpeedSuperchannelTransmissionOverFew-ModeFiber[J].JournalofLightwaveTechnology,2012,30(24):3953-3964]提出了一种基于相位板的模分复用器，实现了三种信号转换模式并复用到同一个信道，但是这种模分复用器需要高精确度的空间耦合校准，且难于集成，自由空间耦合的插入损耗大，成本高。文献[9FontaineNK,RyfR,LeonsavalSG,etal.EvaluationofPhotonicLanternsforLosslessMode-Multiplexing[C].OpticalCommunications(ECOC),201238thEuropeanConferenceandExhibitionon.IEEE,2012:1-3;10RyfR,FontaineNK,MontoliuM,etal.Photonic-lantern-basedmodemultiplexersforfew-mode-fibertransmission[C].OpticalFiberCommunicationsConferenceandExhibition.IEEE,2014:1-3;11LeonsavalSG,FontaineNK,SalazargilJR,etal.Mode-selectivephotoniclanternsforspace-divisionmultiplexing[J].OpticsExpress,2014,22(1):1036-44.]提出了一种拉锥形状的“光子灯笼”模分复用器，实现了12路信号转换模式并复用到同一个信道。“光子灯笼”的结构复杂程度虽然比空间耦合器低，但是其制造工艺精密、复杂，精确地控制光纤熔融时的位置、拉锥体粗细和长度具有很大难度；通过拉锥形成的输出端口与传输通道不完全匹配，会导致高损耗。文献[12石健.基于少模光纤的模分复用通信技术研究[D].吉林大学,2013]设计了基于非对称平面波导的模分复用/解复用器，实现了模式的复用、解复用，还实现了模式的转换；但是该平面型复用器存在工作波段窄，难于集成，与光纤熔接困难的问题。文献[13HuangB,XiaC,MatzG,etal.Structureddirectionalcouplerpairformultiplexingofdegeneratemodes[C].OpticalFiberCommunicationConferenceandExpositionandtheNationalFiberOpticEngineersConference.IEEE,2013:1-3;14XieY,FuS,LiuH,etal.Designandnumericaloptimizationofamodemultiplexerbasedonfew-modefibercouplers[J].JournalofOptics,20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低非线性系数模分复用器；其特征是包括6个相同的传输信道，其中一个作为主传输信道；复用器各模式信道的位置与长度方面，模式

【技术特征摘要】
1.一种低非线性系数模分复用器；其特征是包括6个相同的传输信道，其中一个作为主传输信道；复用器各模式信道的位置与长度方面，模式LP02直接输入主传输信道；模式LP11b和LP21b信道放置在主传输信道横截面x方向上，信道长度分别为232mm和223mm，与主信道的间距均为2µm；模式LP01、LP11a和LP21a信道放置在y方向上，信道长度分别为3293mm、232mm和1882mm，与主信道的间距分别为2µm、2µm和32µm；这些传输信道的横截面整体上是由纯二氧化硅基质包层和掺杂二氧化硅芯组成；所述信道的芯外径、包层外径...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏军，刘倩倩，黎昕，白成林，胡卫生，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：山东,37