多芯光纤和扇出组件制造技术

根据本发明专利技术的多个实施例，本文描述了被配置为从光源传播多模(MM)信号的示例性系统和制品，诸如用于从光源传播多模(MM)信号的光纤组件，光纤组件包括具有光纤数值孔径(NA)值、第一芯直径和第一外直径(OD)的多芯光纤(MCF)，以及包括与MCF通信的锥形光纤束(TFB)部分和与光源通信的至少一个尾纤部分的组合器，其中组合器传播来自光源的MM信号，MM信号具有小于光纤NA值的信号NA值，使得MM信号未充分填充该至少一个尾纤部分。分填充该至少一个尾纤部分。分填充该至少一个尾纤部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多芯光纤和扇出组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月2日提交的美国临时申请No.62/909,422和2019年11月5日提交的美国临时申请No.62/930,838的权益，并且两者都通过引用并入本文。


[0003]本文描述了用于将多模(MM)信号从光源更具体地传播到多芯光纤(MCF)跨度和输入/输出(I/O)组合器(扇入和/或扇出)组件的系统、方法和制品，用于传播来自光源(诸如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)发送器)的MM信号。

技术介绍

[0004]光纤激光器常常用在高功率光学应用中。在这些应用中，锥形光纤束(TFB)光学耦合器常常被用于将来自各种光源的多个光输入耦合到单个光学输出端口。更具体而言，TFB通常被用于将多个激光器的输出功率组合到多模光纤中，以便在这些高功率光学应用中泵浦光纤激光器和放大器。
[0005]虽然大多数光纤都具有通常位于光纤轴上的单个纤芯，但也存在包含多个芯的特种光纤。被称为多芯光纤(MCF)的此类光纤具有通过允许多个光学信号由单根光纤并行携带而显著增加当前光纤系统的通信信号传输容量的潜力。已经开发出直径等于或接近单芯光纤的MCF。但是，由于多模光纤的芯直径可能大(例如，50um)并且光纤的外玻璃直径受到弯曲可靠性的限制(例如，<200um)，因此优选的是MCF中的芯直径小于商用单芯多模光纤的芯直径。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决了本领域中的需求并且针对利用MCF和组合器(或“扇出”)组件传播来自诸如VCSEL发送器之类的光源的MM信号。根据本文描述的一个实施例，多芯光纤中的芯的NA可以大于组合器的发射光纤的NA。发射光纤可以被定义为与TFB尾纤连接或“配对”的光纤。因而，示例性发射光纤可以与TFB尾纤的芯
‑
NA匹配并且未充分填充。
[0007]可替代地，MCF中的芯的NA可以近似地等于组合器发射光纤中的芯的NA。本文描述的示例性实施例可以平衡光纤NA和锥形因子以控制亮度损失发生的位置，从而允许以最小化串扰的方式剥离杂散光。
[0008]根据本专利技术的多个实施例，本文描述被配置为从光源传播多模(MM)信号的示例性系统和制品，诸如用于从光源传播多模(MM)信号的光纤组件，光纤组件包括具有光纤数值孔径(NA)值、第一芯直径和第一外直径(OD)的多芯光纤(MCF)，以及包括与MCF通信的锥形光纤束(TFB)部分和与光源通信的至少一个尾纤部分的组合器，其中组合器传播来自光源的MM信号，MM信号具有小于光纤NA值的信号NA值，使得MM信号未充分填充该至少一个尾纤部分。
[0009]本文描述的附加实施例涉及一种用于从光源传播MM信号的光纤组件，该光纤组件
包括具有光纤NA值、第一芯直径和第一OD的MCF、包括与MCF通信的TFB部分和与光源通信的至少一个尾纤部分的组合器，该至少一个尾纤部分具有尾纤NA值和尾纤芯直径，以及与该至少一个尾纤部分通信的带阵列，该带阵列具有带阵列NA值和带阵列芯直径，其中带阵列NA值和带芯直径中的至少一个分别与尾纤NA值和尾纤芯直径不匹配。
[0010]本文描述的进一步的实施例涉及用于从光源传播MM信号的光纤组件，该光纤组件包括具有光纤NA值、第一芯直径和第一OD的MCF、包括与MCF通信的TFB部分和与光源通信的至少一个尾纤部分的组合器，该至少一个尾纤部分具有尾纤NA值和尾纤芯直径，与至少一个尾纤部分通信的变换器，以及与光源和变换器通信的发射光纤，该发射光纤具有发射光纤NA值和发射光纤芯直径，其中发射光纤NA值和发射光纤芯直径中的至少一个分别与尾纤NA值和尾纤芯直径不匹配。
[0011]在以下讨论的过程中并通过参考附图，本专利技术的其它和进一步的实施例和方面将变得清楚。
附图说明
[0012]现在参考附图：
[0013]图1例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统100；
[0014]图2例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统200；
[0015]图3例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统300；
[0016]图4例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统400；
[0017]图5例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统500；
[0018]图6例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统600；
[0019]图7例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统700；
[0020]图8例示了根据本专利技术的一个实施例的多芯光纤和扇出组件的示例性系统800，其中类似的选项可以被用于耦合扇入和扇出二者；以及
[0021]图9例示了根据本文描述的示例性实施例的关联了串扰水平和测得通道损耗的示例性图900。
具体实施方式
[0022]根据本文描述的一个或多个示例性实施例的术语表：
[0023]MCF：多芯光纤
[0024]MM：多模
[0025]VCSEL：垂直腔表面发射激光器
[0026]TFB：锥形光纤束
[0027]锥度比：TFB从MCF到尾纤逐渐变细的因子
[0028]NA值：数值孔径值
[0029]光纤NA值：MCF中的芯之一的NA
[0030]信号NA值：MCF中的光的NA
[0031]尾纤NA值：TFB尾纤的芯的NA
[0032]TFB NA值：尾纤NA值乘以TFB的锥度比的乘积
[0033]带NA值：带光纤阵列的芯的NA
[0034]发射NA值：发射光纤的芯的NA
[0035]本专利技术涉及用于传播来自光源(诸如VCSEL发送器，或简称为“VCSEL”)的MM信号的MCF和扇出组件。如上所述，MCF中的芯直径优选地小于商用单芯多模光纤中的芯直径。为了保持亮度，MCF内的芯NA将需要比在较大直径的芯中的芯NA更高，其中亮度可以被理解为直径与NA的乘积。在许多TFB组件中，芯直径可以从输入尾纤到出口逐渐变小，因此，在绝热锥(adiabatic taper)中增加NA。
[0036]本领域技术人员将理解的是，VCSEL可以被描述为半导体激光器，更具体而言，具有单片激光谐振器的激光二极管，其中所发射的光以垂直于诸如芯片表面之类的顶表面的方向离开发送器。这与常规的边缘发射半导体激光器相反，常规的边缘发射半导体激光器从通过从晶片中切出单体芯片而形成的表面发射。VCSEL通常仅对相当小的模式区域(例如，直径在约几微米的量级)具有高射束质量并且因此在输出功率方面受到限制。
[0037]对于较大的模式区域，无法避免高阶横向模式的激发。这是极小谐振器长度只有几微米的结果。由于谐振器往返时间短，VCSEL可以用很好地在千兆赫(GHz)范围内的频率进行调制。因而，VCSEL作为用于光纤通信和自由空间光学通信的发送器可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从光源传播多模MM信号的光纤组件，该光纤组件包括：多芯光纤MCF，具有光纤数值孔径NA值、第一芯直径和第一外直径OD；以及组合器，包括：与MCF通信的锥形光纤束TFB部分，以及与光源通信的至少一个尾纤部分；其中组合器传播来自光源的MM信号，MM信号具有小于光纤NA值的信号NA值，使得MM信号未充分填充所述至少一个尾纤部分。2.如权利要求1所述的光纤组件，其中MCF的光纤NA值大于或等于TFB NA值，其中TFB NA值是尾纤部分的尾纤NA值乘以TFB的锥度比的乘积。3.如权利要求1所述的光纤组件，其中尾纤部分处的信号NA值小于光源的NA值。4.如权利要求1所述的光纤组件，其中尾纤部分经由发射光纤连接到光源，该发射光纤具有大于尾纤部分处的信号NA值的NA值。5.如权利要求1所述的光纤组件，其中发射光纤是光纤带阵列，包括圆形带配置或者线性带配置。6.如权利要求6所述的光纤组件，其中光纤带阵列端接在多纤连接器、多纤推入式连接器、扩束多纤连接器和透镜式多纤互连之一中。7.如权利要求1所述的光纤组件，其中TFB处的损耗小于2.2dB。8.如权利要求1所述的光纤组件，其中芯之间的串扰小于
‑
13dB。9.如权利要求1所述的光纤组件，其中TFB和TFB尾纤中的至少一个被配置为通过使用光散射组件来移除杂散光。10.如权利要求9所述的光纤组件，其中光散射组件是高折射率涂层和光剥离凝胶之一。11.如权利要求1所述的光纤组件，其中TFB和TFB尾纤中的至少一个被配置为防止芯到芯耦合。12.一种用于从光源传播多模MM信号的光纤组件，该光纤组件包括：多芯光纤MCF，具有光纤数值孔径NA值、第一芯直径和第一外直径OD；组合器，包括：与MCF通信的...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：OFS菲特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：