侧边抛磨模式转换器、级联型复用解复用器及其制备方法技术

本发明专利技术属于无源光器件技术领域，公开了侧边抛磨模式转换器、级联型复用解复用器及其制备方法。本发明专利技术基于侧边抛磨模式转换器用于复用解复用的目标特定模式，选用与目标特定模式的有效折射率匹配的单模光纤；将单模光纤、少模光纤的涂覆层剥除后分别置于一个支撑件的弧形槽内并固定为一体得到中间件；对两中间件分别进行侧边抛磨处理，得到满足相位匹配条件的两光纤耦合件；将两光纤耦合件的抛磨面进行耦合，封装后得到侧边抛磨模式转换器。本发明专利技术简化了工艺步骤，易于实现批量化生产。本发明专利技术制备得到多个不同的侧边抛磨模式转换器，组合后得到级联型复用解复用器。单个模式转换器的体积小，耦合效率高，级联型复用解复用器灵活性高。性高。性高。

【技术实现步骤摘要】
侧边抛磨模式转换器、级联型复用解复用器及其制备方法


[0001]本专利技术属于无源光器件
，更具体地，涉及一种侧边抛磨模式转换器、级联型复用解复用器及其制备方法。

技术介绍

[0002]为满足日益增长的数据传输需求，光纤通信技术在不断的完善和发展。通过时分、偏振、波分复用和多级调制等技术手段，单根常规单模光纤已实现100Tb/s的高容量传输，但受到非线性噪声、光纤熔合损伤现象和放大器带宽的限制，已接近其传输的物理极限。除空间外的复用维度都已经得到了充分的研究和应用，引入空间维度来进一步提高光纤的传输容量已经势在必行。而空分复用又分为多芯复用、轨道角动量和模分复用。其中多芯光纤的制造成本较高，而针对于轨道角动量的研究大部分还在理论研究阶段，因此少模光纤的模分复用技术被广泛认为是突破传统单模光纤通信系统和网络容量“瓶颈”的有效途径。
[0003]由于要进行模分复用实验就必须采用模式转换将单模光纤中的基模转换到少模光纤的高阶模上去，再使用模式复用器件将各模式进行复用才可以进行模分复用的传输，因此，少模光纤复用解复用器及其制备方法就极为重要，其成为推广少模光纤实际应用与降低成本的关键技术之一。虽然现有研究提出了一些模式转换器或少模光纤复用解复用器的相关方案，但通常存在工艺繁复、难以批量化生产等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种侧边抛磨模式转换器、级联型复用解复用器及其制备方法，以简化工艺步骤、利于实现批量化生产。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种侧边抛磨模式转换器的制备方法，包括以下步骤：基于侧边抛磨模式转换器用于复用解复用的目标特定模式，选用与所述目标特定模式的有效折射率匹配的单模光纤；将所述单模光纤的涂覆层剥除后置于第一支撑件的弧形槽内并固定为一体得到单模中间件，将少模光纤的涂覆层剥除后置于第二支撑件的弧形槽内并固定为一体得到少模中间件；对所述单模中间件、所述少模中间件分别进行侧边抛磨处理，得到满足相位匹配条件的单模光纤耦合件和少模光纤耦合件；将所述单模光纤耦合件和所述少模光纤耦合件的抛磨面进行耦合，对耦合区进行封装后得到所述侧边抛磨模式转换器。
[0006]优选的，所述单模光纤的芯层相对折射率差
△
为0.3％～0.9％，所述单模光纤的纤芯直径为4～8μm，所述少模光纤的纤芯直径为18～20μm；所述单模光纤、所述少模光纤的包层直径均为125μm，抛磨的深度范围为45.0～65.0μm；抛磨的精度达到或优于0.1μm，抛磨后光纤的表面粗糙度Ra≤0.01μm。
[0007]优选的，对所述单模中间件、所述少模中间件进行侧边抛磨处理的过程中，对抛磨的深度进行实时测量；对抛磨后光纤的表面粗糙度进行离线测试。
[0008]优选的，所述单模光纤耦合件和所述少模光纤耦合件的抛磨面进行耦合时，在两耦合件之间加入折射率匹配液。
[0009]优选的，所述单模光纤、所述少模光纤剥除的涂覆层的长度分别为第一长度、第二长度，所述第一长度与所述第一支撑件的弧形槽长度相当，所述第二长度与所述第二支撑件的弧形槽长度相当；所述第一支撑件、所述第二支撑件均采用玻璃材质制成。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种侧边抛磨模式转换器，采用上述的侧边抛磨模式转换器的制备方法制备得到。
[0011]第三方面，本专利技术提供一种级联型复用解复用器的制备方法，采用上述的侧边抛磨模式转换器的制备方法制备得到多个不同的侧边抛磨模式转换器，不同的侧边抛磨模式转换器用于复用解复用不同的目标特定模式，利用级联的方式将多个不同的侧边抛磨模式转换器进行组合，得到级联型复用解复用器。
[0012]优选的，所述级联型复用解复用器包含的侧边抛磨模式转换器的总数量N与少模光纤的模式数量相同；多个不同的侧边抛磨模式转换器分别记为第一侧边抛磨模式转换器、第二侧边抛磨模式转换器、
…
、第N侧边抛磨模式转换器，并分别用于复用解复用LP01模式、LP11模式、
…
、LPmn模式；将所有的侧边抛磨模式转换器按照光纤模式从低阶模式到高阶模式的顺序进行级联，得到所述级联型复用解复用器。
[0013]优选的，随着侧边抛磨模式转换器所处级联级次的逐一增加，侧边抛磨模式转换器所选用的单模光纤的芯层相对折射率差
△
、纤芯直径均逐渐降低。
[0014]第四方面，本专利技术提供一种级联型复用解复用器，包括多个上述的侧边抛磨模式转换器，多个侧边抛磨模式转换器分别用于复用解复用不同的目标特定模式，多个侧边抛磨模式转换器通过级联的方式进行组合。
[0015]本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0016](1)本专利技术基于侧边抛磨模式转换器用于复用解复用的目标特定模式，选用与目标特定模式的有效折射率匹配的单模光纤，将选用的单模光纤的涂覆层剥除后置于第一支撑件的弧形槽内并固定为一体得到单模中间件，将少模光纤的涂覆层剥除后置于第二支撑件的弧形槽内并固定为一体得到少模中间件；之后对单模中间件、少模中间件分别进行侧边抛磨处理，得到满足相位匹配条件的单模光纤耦合件和少模光纤耦合件；最后将单模光纤耦合件和少模光纤耦合件的抛磨面进行耦合，对耦合区进行封装后得到侧边抛磨模式转换器。由于本专利技术针对少模光纤的各个模式的有效折射率选用了与之匹配的单模光纤，因此仅需对光纤进行侧边抛磨处理就可以达到相位匹配条件，相对于现有技术，简化了工艺步骤，工艺环节稳定高效，耦合效果好，易于实现批量化生产。针对在核心工艺环节即侧边抛磨处理中存在的难点，本专利技术将剥除涂覆层后的光纤置于支撑件的弧形槽内并固定为一体，由于基底材质的支撑，本专利技术能够有效避免光纤在侧边抛磨处理的过程中断裂，在侧边抛磨的过程中也无须转换基底，提高了制备效率和成功率。本专利技术将单模光纤耦合件和少模光纤耦合件的抛磨面进行耦合，即只需对光纤的一侧进行处理，不会破坏光纤固有的纤芯结构，不会带来附加损耗，性能优异。
[0017](2)本专利技术选用的单模光纤的纤芯直径为4～8μm，小于标准单模光纤常用的纤芯直径(9～10μm)，配合本专利技术选用的单模光纤的芯层相对折射率差，更容易达到相位匹配条件。
[0018](3)本专利技术对单模中间件、少模中间件进行侧边抛磨处理的过程中，对抛磨的深度进行实时测量，能够进一步提高器件制备的精确性。
[0019](4)本专利技术首先制备得到多个不同的侧边抛磨模式转换器，不同的侧边抛磨模式转换器用于复用解复用不同的目标特定模式，然后利用级联的方式将多个不同的侧边抛磨模式转换器进行组合得到级联型复用解复用器。单个侧边抛磨模式转换器的体积小，模式耦合效率高，且利用多个不同的侧边抛磨模式转换器可以实现对目标模式的任意组合，灵活性非常高，也扩大了复用解复用器的应用范围。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的一种侧边抛磨模式转换器的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术提供的一种侧边抛磨模式转换器实现模式转换的示意图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种侧边抛磨模式转换器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：基于侧边抛磨模式转换器用于复用解复用的目标特定模式，选用与所述目标特定模式的有效折射率匹配的单模光纤；将所述单模光纤的涂覆层剥除后置于第一支撑件的弧形槽内并固定为一体得到单模中间件，将少模光纤的涂覆层剥除后置于第二支撑件的弧形槽内并固定为一体得到少模中间件；对所述单模中间件、所述少模中间件分别进行侧边抛磨处理，得到满足相位匹配条件的单模光纤耦合件和少模光纤耦合件；将所述单模光纤耦合件和所述少模光纤耦合件的抛磨面进行耦合，对耦合区进行封装后得到所述侧边抛磨模式转换器。2.根据权利要求1所述的侧边抛磨模式转换器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤的芯层相对折射率差
△
为0.3％～0.9％，所述单模光纤的纤芯直径为4～8μm，所述少模光纤的纤芯直径为18～20μm；所述单模光纤、所述少模光纤的包层直径均为125μm，抛磨的深度范围为45.0～65.0μm；抛磨的精度达到或优于0.1μm，抛磨后光纤的表面粗糙度Ra≤0.01μm。3.根据权利要求1所述的侧边抛磨模式转换器的制备方法，其特征在于，对所述单模中间件、所述少模中间件进行侧边抛磨处理的过程中，对抛磨的深度进行实时测量；对抛磨后光纤的表面粗糙度进行离线测试。4.根据权利要求1所述的侧边抛磨模式转换器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤耦合件和所述少模光纤耦合件的抛磨面进行耦合时，在两耦合件之间加入折射率匹配液。5.根据权利要求1所述的侧边抛磨模式转换器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤、所述少模光纤剥除的涂覆层的长度分别为第一长度、第二长度，所述第一长度与所述第一支撑件的弧形槽长度相当，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，王瑞春，许硕，沈磊，褚俊，张磊，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：