宽带宽全光纤型模式转换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种宽带宽全光纤型模式转换器，包括：单模转换光纤、多模转换光纤以及隔离层，所述单模转换光纤与所述多模转换光纤相互平行且靠近设置，所述隔离层填充设置在单模转换光纤和多模转换光纤之间；所述模式转换器还包括偏移光纤，所述偏移光纤分别连接在所述单模转换光纤和所述多模转换光纤的两端，所述偏移光纤与所述单模转换光纤或所述多模转换光纤轴向偏移设置，所述偏移光纤采用直线型结构；还包括输入端口和输出端口，所述输入端口作为单模转换光纤的光能量入口，所述输出端口作为多模转换光纤的光能量出口。本实用新型专利技术提出的模式转换器结构简单、插入损耗小、宽带宽、可应用在较复杂的环境中，同时具有强拓展性等优势。展性等优势。展性等优势。

【技术实现步骤摘要】
宽带宽全光纤型模式转换器


[0001]本技术涉及光纤模分复用的
，具体地，涉及一种宽带宽全光纤型模式转换器。

技术介绍

[0002]近年来，基于单模光纤(SMF)的信息传输容量逐渐逼近香农极限，为提升光通信容量，模分复用技术(MDM)被认为最具前景，该技术可以利用光纤作为介质实现大容量通信。模式转换器(MC)是模分复用的核心器件，需要模式转换器将基阶模式转换为高阶模式才能用于系统传输。模式转换器器件简单、成本较低，完成宽带宽模式转换，有效提升了光纤的传输容量。
[0003]模式转换器主要应用在模分复用前端和模分解复用后端。到目前为止，根据传输介质及应用场合的不同，模式转换器主要实现方法可以分为三类：空间光学元件法、硅光子集成法以及全光纤法。空间光学元件法相对全光纤法存在插入损耗小、消光比低、尺寸过大、不容易集成等缺点，硅光子集成法相对全光纤法存在封装问题，且一直没有有效的解决，限制了芯片的商用。
[0004]全光纤法主要包括：多模干涉法、光纤光栅法以及锥形光纤法等，然而现有的多模干涉法存在转换效率低，转换纯度不高的缺陷，光纤光栅法的带宽较小，不适合应用在通信系统中，锥形模式转换器存在设备尺寸大，转换率低的缺陷。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种宽带宽全光纤型模式转换器。
[0006]根据本技术提供的一种宽带宽全光纤型模式转换器，包括：单模转换光纤M1、多模转换光纤N1以及隔离层G1，所述单模转换光纤M1与所述多模转换光纤N1相互平行且靠近设置，所述隔离层G1填充设置在所述单模转换光纤M1和所述多模转换光纤N1之间；
[0007]所述模式转换器还包括偏移光纤，所述偏移光纤分别连接在所述单模转换光纤M1和所述多模转换光纤N1的两端，所述偏移光纤与所述单模转换光纤M1或所述多模转换光纤N1轴向偏移设置，所述偏移光纤采用直线型结构；
[0008]还包括输入端口P1和输出端口P2，所述输入端口P1作为单模转换光纤M1的光能量入口，所述输出端口P2作为多模转换光纤N1的光能量出口。
[0009]优选地，所述偏移光纤包括偏移光纤A1和偏移光纤B1，所述偏移光纤A1和偏移光纤B1均设置有两段，所述偏移光纤A1分别连接在所述单模转换光纤M1的两端，所述偏移光纤B1分别连接在所述多模转换光纤N1的两端，且所述偏移光纤A1和所述偏移光纤B1相互交错设置。
[0010]优选地，所述模式转换器还包括单模光纤C1和多模光纤D1，所述单模光纤C1分别连接偏移光纤A1和输入端口P1，所述多模光纤D1分别连接偏移光纤B1和输出端口P2。
[0011]优选地，所述输入端口P1上设置有入射导光罩E1，所述入射导光罩E1的光线出射方向朝向单模转换光纤M1。
[0012]优选地，所述入射导光罩E1为锥形空腔结构，所述入射导光罩E1的内壁上设置有反射涂层。
[0013]优选地，所述单模转换光纤M1与偏移光纤，所述多模转换光纤N1与偏移光纤、所述偏移光纤与单模光纤C1，以及所述偏移光纤与多模光纤D1均采用熔接固定连通。
[0014]优选地，所述单模转换光纤M1、多模转换光纤N1、偏移光纤、单模光纤C1以及多模光纤D1均包括纤芯和包层，所述纤芯的折射率均为n
core
，所述包层折射率均为n
cladding
，且n
c
ore＞n
cladding
。
[0015]优选地，所述单模转换光纤M1、多模转换光纤N1的间距为1
‑
6微米。
[0016]与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：
[0017]1、本技术提出的模式转换器结构简单、插入损耗小、宽带宽、可应用在较复杂的环境中，同时具有强拓展性等优势。
[0018]2、本技术提出的模式转换器具有可逆性，在相同的工作带宽上，可以实现高阶模式向基阶模式的转换。
附图说明
[0019]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0020]图1为实施例中模式转换器的平面示意图；
[0021]图2为实施例中模式转换器的平面结构图；
[0022]图3为实施例中模式转换器的信号转换模拟示意图；
[0023]图4为实施例中模式转换器的转换效率示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。
[0025]本技术公开了一种宽带宽全光纤型模式转换器，具体实现模分复用技术的基模信号(LP01)向高阶模式(LP11)转换。参照图1和图2所示，模式转换器包括：单模转换光纤M1、多模转换光纤N1以及隔离层G1，所述单模转换光纤M1与所述多模转换光纤N1相互平行且靠近设置，所述隔离层G1填充设置在所述单模转换光纤M1和所述多模转换光纤N1之间。
[0026]在一种优选的实施方式中，隔离层G1可以是塑料材质的透明薄板，厚度在1
‑
6微米，常选用3微米，在透明薄板表面外涂有镀层。隔离层G1的厚度即为单模转换光纤M1与多模转换光纤N1的间距。
[0027]所述模式转换器还包括偏移光纤，所述偏移光纤分别连接在所述单模转换光纤M1和所述多模转换光纤N1的两端，所述偏移光纤与所述单模转换光纤M1或所述多模转换光纤N1轴向偏移设置，所述偏移光纤采用直线型结构。相较于其他线形，在保证偏移效果的情况
下，大幅降低了制造成本，提高了成品率，便于大规模生产。
[0028]模式转换器还包括输入端口P1和输出端口P2，所述输入端口P1作为单模转换光纤M1的光能量入口，所述输出端口P2作为多模转换光纤N1的光能量出口。还包括输出端口P3，单模转换光纤M1中少量光信号从输出端口P3输出。
[0029]所述偏移光纤包括偏移光纤A1和偏移光纤B1，所述偏移光纤A1和偏移光纤B1均设置有两段，所述偏移光纤A1分别连接在所述单模转换光纤M1的两端，所述偏移光纤B1分别连接在所述多模转换光纤N1的两端，且所述偏移光纤A1和所述偏移光纤B1相互交错设置。
[0030]基阶模式(LP
01
)信号从输入端口P1沿着偏移光纤A1经过单模转换光纤M1，当单模转换光纤M1与多模转换光纤N1的距离接近波长量级时，在倏逝波的作用下，模式之间发生周期性能量震荡，开始发生能量交换单模转换光纤M1中能量逐渐减小，所述的多模转换光纤N1中能量逐渐增加，当单模转换光纤M1与多模转换光纤N1满足传播常数相等的匹配条件，模式能量交换达到最大程度时，单模转换光纤M1的能量几乎完全转移到多模转换光纤N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带宽全光纤型模式转换器，其特征在于，包括：单模转换光纤M1、多模转换光纤N1以及隔离层G1，所述单模转换光纤M1与所述多模转换光纤N1相互平行且靠近设置，所述隔离层G1填充设置在所述单模转换光纤M1和所述多模转换光纤N1之间；所述模式转换器还包括偏移光纤，所述偏移光纤分别连接在所述单模转换光纤M1和所述多模转换光纤N1的两端，所述偏移光纤与所述单模转换光纤M1或所述多模转换光纤N1轴向偏移设置，所述偏移光纤采用直线型结构；还包括输入端口P1和输出端口P2，所述输入端口P1作为单模转换光纤M1的光能量入口，所述输出端口P2作为多模转换光纤N1的光能量出口。2.根据权利要求1所述的宽带宽全光纤模式转换器，其特征在于，所述偏移光纤包括偏移光纤A1和偏移光纤B1，所述偏移光纤A1和偏移光纤B1均设置有两段，所述偏移光纤A1分别连接在所述单模转换光纤M1的两端，所述偏移光纤B1分别连接在所述多模转换光纤N1的两端，且所述偏移光纤A1和所述偏移光纤B1相互交错设置。3.根据权利要求2所设的宽带宽全光纤模式转换器，其特征在于，所述模式转换器还包括单模光纤C1和多模光纤D1，所述单模光纤C1分别连接偏移光纤A1和输入端口P1，所述多模光纤D1分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐珊珊，张锋，张玲丽，史宏昊，董秋爽，古彧滔，
申请(专利权)人：上海瑞洋船舶科技有限公司，
类型：新型
国别省市：