The invention relates to an optical waveguide mode converter for improving the transmission characteristics of optical waveguides. The converter consists of a single-mode fiber, a coreless fiber with a spherical lens and a rectangular waveguide. The end face of the single-mode fiber is connected with a coreless fiber with a spherical lens, and an effective distance is maintained between the end face of the waveguide and the spherical lens. The axis of the single mode fiber, the axis of the coreless optical fiber and the optical waveguide axis are kept on the same horizontal line. The mode converter can transform the output Gaussian beam of single-mode fiber and couple almost all the optical energy into the fundamental mode of optical waveguide to achieve the mode conversion function of optical waveguide, reduce the scattering loss and mode crosstalk of optical waveguide, and improve the communication quality.
【技术实现步骤摘要】
一种提高光波导传输特性的光波导模式转换器
本专利技术涉及光背板互连
,提出了一种提高光波导传输特性的光波导模式转换器。
技术介绍
近年来,随着宽带通信、超级计算机及大数据中心等领域对高速带宽(50Gbps以上)的迫切需求,基于光波导互连的光背板技术成为国内外研究热点,因具有高带宽、低能耗、无电磁干扰、低成本等优势,极有可能成为未来子板与背板、背板内、模块间的主流通信方式。在现有的技术中,芯径为50μm×50μm的多模矩形光波导是常用结构,这源自于它制备工艺简单、容易集成、与光器件高效耦合等诸多优点。然而,由于现有制备工艺还未完善,其光波导芯层表面粗糙度较高,在传输过程中不但会造成较大散射损耗,而且也会引起导模之间的模式串扰问题,从而降低光波导的传输特性,由此提高光信息的误码率,大大降低通信质量。单模光波导在一定程度上可以较好地降低散射损耗、解决模式串扰问题,但此结构又会降低光源-光纤之间的耦合效率,况且单模光波导制备工艺更为精细复杂,从而在某种程度上增加了技术难度。诚然,优化光波导制备工艺是一个永恒的技术前进方向,但在现有技术下如何克服多模光波导所带来的散射损耗与模式串扰问题,是非常必要而又极具现实意义。目前,在理论和技术上还未有一个成熟的方案来解决上述问题,有鉴于此,发展一种简单有效提高光波导传输特性的技术方案势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷,提出一种提高光波导传输特性的光波导模式转换器,以解决单模光纤-光波导耦合时,由于光波导的多模结构所造成的较大散射损耗(受粗糙度影响)及模式串扰(多个模式携带能量)问题,提高通信 ...
【技术保护点】
1.一种提高光波导传输特性的光波导模式转换器,包括单模光纤(1)、一段带有球透镜的无芯光纤(2)和矩形光波导(3),其特征在于所述单模光纤(1)端面连接一段带球透镜的无芯光纤(2),光波导(3)端面与球透镜之间保持一段有效距离L2;单模光纤(1)轴心、无芯光纤(2)轴心和光波导(3)轴心保持在同一水平直线上;工作原理:经过光学变换的高斯光束几乎全部耦合进光波导基模中,既可降低光波导受粗糙度的散射损耗,又可解决模式串扰问题,提高通信质量。
【技术特征摘要】
1.一种提高光波导传输特性的光波导模式转换器,包括单模光纤(1)、一段带有球透镜的无芯光纤(2)和矩形光波导(3),其特征在于所述单模光纤(1)端面连接一段带球透镜的无芯光纤(2),光波导(3)端面与球透镜之间保持一段有效距离L2;单模光纤(1)轴心、无芯光纤(2)轴心和光波导(3)轴心保持在同一水平直线上;工作原理:经过光学变换的高斯光束几乎全部耦合进光波导基模中,既可降低光波导受粗糙度的散射损耗,又可解决模式串扰问题,提高通信质量。2.如权利要求1所述一种提高光波导传输特性的光波导模式转换器,其特征在于:所述无芯光纤(2)长度为L1,光纤球半径为R,球透镜材料的折射率为n1,球透镜与光波导间隙材料的折射率为n2,n1>n2,参数的取值范围:L1为200-236μm,R为125-140μm,L2为947-1200...
【专利技术属性】
技术研发人员:王廷云,刘琳琳,邓传鲁,赵静轩,张小贝,董艳华,庞拂飞,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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