抑制模式转换器下游的不需要的信号传播模式制造技术

一种专用于变换光信号传播模式的光学设备（Ｄ），该设备至少包括第一模式转换器（３），该第一模式转换器被供以第一引导模式传播的信号，并部分地以该第一引导模式和部分地以第二引导模式在该多模光纤（４）中传送将这些信号，该第二引导模式的阶数比该第一引导模式的阶数更高。该多模光纤（４）包括至少第一无源滤波装置（Ｒ），其任务是将第一引导模式转换成至少一个耗散性包层模式，以便在多模光纤（４）内防止或限制处于第一引导模式的信号的传播，同时允许处于第二引导模式的信号的传播。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光传输领域，更特别地说，涉及在光传输系统中的传播模式转换。
技术介绍
有些波导结构，例如光纤，允许传输处于所谓“基本”传播模式的光信号，或处于可以特别地使总的光传输性能获得改善的所谓“高阶”或较高阶传播模式的光信号。具体地，可以设置波导结构，使其能够具有例如高度负色散和高有效表面的特性，特别地，这些特性使其能够集成在色散补偿模块(DCM，该色散补偿模块包括色散补偿光纤(DCF光纤))中。这尤其是多模或较多模光纤的情况，这种光纤也称之为高阶模式(HOM)光纤，当前已经很好地掌握了这种光线的制造技术。为了向这种类型结构提供高阶模式信号，通常采用纵模转换器。由于所用转换技术的原因，这类转换器都不能将低阶模式的功率100％地转换成所选择的高阶(或较高阶)模式。在这些众多技术中，特别要提一下长周期光栅(LPG，由S.Ramachandran等人发表在2001年10月出版的第37卷第22号Electronics Letters中的文章中对此有具体的描述)，以及锥形光纤，它包括内中心中空部分(或锥形中空光纤，特别在韩国科学技术院发表在CLEO’01 Paper CtuAA2上的论文“Tapered Hollow Fibre for Mode Conversion”一文中进行了描述)。由于这种功率转换问题，取决于模式转换的质量和沿光纤所施加的干扰，低阶模式和高阶模式在HOM光纤内总会以或多或少的功率比例共存。于是按照所谓“多径干扰”(MPI)的机制，该多种模式会相互干扰，从而使这些传输的信号的检测质量显著下降，这大大限制了这种光纤的潜在应用。为了防止这种下降对传输的损害，对于给定的波长，在通过不需要的低阶模式传送的能量与通过高阶(或较高阶)模式传送的能量之间的比率必须要小于大约-40dB。为了降低上述比率，例如有可能通过激光辐照来局部改变光纤的纤芯，其效果是会引入LP01模式的衰减。然而，这同时也引入了对高阶模式(LP02)的不需要的衰减。如在美国专利US 6,327,403中建议的那样，有可能在HOM光纤的某个部分放置吸收环，以便将对高阶模式的衰减与其它传输模式相比下降到较低的程度。更确切地说，吸收环要放置在LP02模式的空间能量分布为零或最小的地点。这个解决方案是有效率的，但为了不向高阶模式(LP02)引入任何附加损耗，吸收环的半径必须尽可能地小。例如，对于0.5μm的环半径，会将0.11dB/km的附加损耗引入到高阶模式(LP02)。此外，如果吸收环的精确位置取决于光纤的实际的折射率分布的话，这种类型的光纤特别难以生产。因此，必须对每个类型的HOM光纤进行吸收环定位的优化。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是为了改进这种状况。为此目的，本专利技术建议了一种用于变换光信号传播模式的光学设备，包括至少一个与多模或较多模光纤(或HOM光纤)相关联的第一模式转换器，该第一模式转换器被提供了以第一引导模式(例如，基本模LP01)传播的信号，并部分地以第一引导模式和部分地以第二引导模式(例如LP02模)在多模光纤中传送该信号，该第二引导模式的阶数比该第一引导模式的阶数高。该变换设备的特征在于它的多模光纤包括至少第一无源滤波装置，该滤波装置的任务是将第一引导模式转换成至少一个耗散性包层模式。因为包层模式不被传播，并且滤波(或转换)并不改变第二引导模式的特性，所以这就减小了低阶模式能量和高阶模式能量之间的比率。这里，模式转换是通过在第一引导模式和一个或多个包层模式之间进行功率耦合来完成的。在一个特别有利的实施例中，第一滤波装置是以第一长周期光栅(LPG)的形式在多模光纤中制成的。因此，LPG光栅的周期是作为所选的用于滤波的包层模式的函数来选定的。根据本专利技术另一个特征，多模光纤可包括其它的无源滤波装置，该滤波装置的任务是将阶数比第一引导模式的阶数高的一个或多个其它引导模式转换成至少一个或多个其它耗散性包层模式，以便防止传输以那些其它引导模式传播的信号，同时允许传输以多模光纤的第二引导模式传播的信号。在这种情况下，也可以以一个或多个其它长周期光栅的形式在多模光纤内制造其它的转换装置。由此，可以在多模光纤中制造LPG光栅的级联。根据本专利技术的设备可以包括其它特征，能够单独地或以组合的方式采用这些特征，并且特别是其多模光纤可包括一个包层，该包层在(第一和/或其它)滤波装置处的外半径的值比在这些滤波装置每侧的外半径的值小；至少一个(第一和/或其它)长周期光栅可在周期内呈现一种变化，以保证宽带滤波；至少一个(第一和/或其它)长周期光栅可在选择的长度上呈现一个折射率调制分布，以提供基本上为矩形的光谱滤波；该设备在(第一和/或其它)滤波装置的下游可包括第二模式转换器，其任务是将以第二模式传播的信号(重新)转换成以第一模式传播的信号。附图说明在考察了下面的详细描述和附图之后，本专利技术的其它特征和其它优点将会变得明了，其中图1示意地说明了根据本专利技术的模式变换设备的一个实施例，图2是作为其半径(Ra)的函数、示意地说明一个HOM型光纤示例的折射率(RI)的视图，图3示意地说明了根据本专利技术的模式变换设备的模式滤波装置的第一实施例，图4是示意地说明了在波长1550nm处对LP01-LP0m类型进行耦合情况下，作为包层模式的所谓轨道阶数m的函数，长周期光栅(LPG)的周期性间距(μm)的发展变化的视图，以及图5示意地说明了根据本专利技术的模式变换设备的模式滤波装置的第二实施例。附图不仅用作为对本专利技术的补充说明，而且用作对本专利技术进行适当限定。具体实施例方式本专利技术涉及抑制对模式转换器下游的不需要引导模式(guidedmode)进行抑制。为此目的，建议一种用来变换光信号传播模式的光学设备，该设备可以例如嵌入到(或组成)在光纤传输线路中所嵌入的色散补偿模块。图1说明的传输线路包括利用根据本专利技术的传输设备D连接到下游光纤2的上游光纤1。类似于下游光纤2，上游光纤1例如是单模光纤(SMF)，其中传播处于例如基本LP01模式的第一引导模式的信号。所说明的变换设备D包括耦合到多模或较多模光纤(或也可以是HOM光纤)4的第一模式转换器3，其中该光纤4配置有一个无源模式滤波器5并且耦合到第二模式转换器6，该第二模式转换器6耦合到下游光纤2。在图2中完全以示例的方式给出了通常用于DCF模块的HOM光纤4的折射率分布的一个示例。第一模式转换器3是不允许将第一模式100％地转换为第二模式的转换器。然而，本专利技术涉及任何类型的模式转换器。模式转换器的任务是将处于低阶引导模式(此处为LP01)的并由上游光纤1传送的信号转换成按照比LP01模式更高阶(例如m＝2)的第二引导模式LP0m进行传播的信号。第二模式转换器6的任务是将处于第二引导模式，例如LP02的并由HOM光纤4传送的信号转换成按照LP01模式进行传播的信号，以便提供给下游光纤2。该转换器也是不允许将第二模式100％地转换为第一模式的转换器。在有两个模式转换器3和6存在时，模式滤波器5优选地置于第二转换器6的附近，并且当然位于其上游。这样避免了例如在HOM4光纤内、在很大程度上说是在模式滤波器5的输出和模式转换器6的输入之间，引起寄生模式再耦合，并且/或者这样能够在模式转换器6的下一次再转换前，进行该引导模式的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于变换光信号的传播模式的光学设备（Ｄ），包括至少一个与多模光纤（４）相关联的第一模式转换器（３），该第一转换器（３）被供以按照第一引导模式传播的信号，并部分地以该第一引导模式和部分地以第二引导模式在该多模光纤（４）中传送这些信号，该第二引导模式的阶数比该第一引导模式的阶数更高，其特征在于：该多模光纤（４）包括至少第一无源滤波装置（Ｒ，Ｒ１），该滤波装置被设置为将该第一引导模式转换为至少一个耗散性包层模式，以便在该多模光纤（４）内防止或限制处于该第一引导模式的信号的传播，同时允许处于该第二引导模式的信号的传播。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯德巴罗斯，利昂内尔普罗沃，格扎维埃博内，伊莎贝尔里昂，
申请(专利权)人：德雷卡通信技术公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]