一种拉锥模式转换器、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，公开了一种拉锥模式转换器、级联型复用解复用器及其制备方法。本发明专利技术基于拉锥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，将折射率匹配的单模光纤和少模光纤的涂覆层剥除后，通过加热拉锥处理得到满足相位匹配条件的耦合区，封装后得到拉锥模式转换器。本发明专利技术简化了工艺步骤，工艺环节稳定高效，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拉锥模式转换器，分别用于复用解复用不同的目标特定模式，进行组合后得到级联型复用解复用器。单个拉锥模式转换器的体积小，模式耦合效率高，且利用多个不同的拉锥模式转换器可实现对目标模式的任意组合，灵活性高。活性高。活性高。

【技术实现步骤摘要】
一种拉锥模式转换器、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，涉及一种拉锥模式转换器、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，提供一种拉锥模式转换器、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拉锥模式转换器的制备方法，包括以下步骤：基于拉锥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；将所述单模光纤和少模光纤的涂覆层剥除后，通过加热拉锥处理得到满足相位匹配条件的耦合区，对所述耦合区进行封装后得到所述拉锥模式转换器。
[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。
[0007]优选的，所述加热拉锥处理的过程中，对耦合效率进行实时监测，在耦合效率达到预设最佳耦合效率后，停止加热拉锥。
[0008]优选的，将所述单模光纤的一端与标准单模光纤跳线熔接并接入光源，将所述单模光纤的另一端作为输出端接入光功率计；将所述少模光纤的输出端接入光功率计；通过光功率计得到所述单模光纤在拉锥前的输出端光功率值，并记为P1；通过光功率计实时监测所述少模光纤在拉锥过程中的输出端光功率值，并记为P2；将P2/P1作为耦合效率。
[0009]优选的，所述单模光纤和所述少模光纤剥除的涂覆层的长度均为第一长度，所述第一长度与光纤夹具的初始距离相当；涂覆层剥除后，分别将所述单模光纤的裸纤区段、所述少模光纤的裸纤区段放置于所述光纤夹具的夹具槽内，使两根光纤的裸纤区段彼此接
触，对该区域进行加热拉锥处理。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种拉锥模式转换器，采用上述的拉锥模式转换器的制备方法制备得到。
[0011]第三方面，本方面提供一种级联型复用解复用器的制备方法，采用上述的拉锥模式转换器的制备方法制备得到多个不同的拉锥模式转换器，不同的拉锥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拉锥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拉锥模式转换器的总数量N与少模光纤的模式数量相同；多个不同的拉锥模式转换器分别记为第一拉锥模式转换器、第二拉锥模式转换器、
…
、第N拉锥模式转换器，并分别用于复用解复用LP01模式、LP11模式、
…
、LPmn模式；将所有的拉锥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，随着拉锥模式转换器所处级联级次的逐一增加，拉锥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，包括多个上述的拉锥模式转换器，多个拉锥模式转换器分别用于复用解复用不同的目标特定模式，多个拉锥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)本专利技术基于拉锥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，然后将选用的单模光纤和少模光纤的涂覆层剥除后，通过加热拉锥处理得到满足相位匹配条件的耦合区，对耦合区进行封装后得到拉锥模式转换器。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，因此仅需一步拉锥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，易于实现批量化生产。此外，本专利技术由于采用了有效折射率匹配的单模光纤，因此相较于采用标准单模光纤与少模光纤，并需要进行多次拉锥的制备方式，本专利技术提供的器件制备方法的工艺简单，成功率更高，性能稳定，耦合效果更好。
[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)针对在核心工艺环节即加热拉锥处理中存在的难点，本专利技术通过在加热拉锥处理的过程中对耦合效率进行实时监测，能够在耦合效率达到预设最佳耦合效率后及时停止加热拉锥，进而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拉锥模式转换器，不同的拉锥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拉锥模式转换器进行组合得到级联型复用解复用器。单个拉锥模式转换器的体积小，模式耦合效率高，且利用多个不同的拉锥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拉锥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级联型复用解复用器的结构示意图；
[0022]图3为折射率匹配的单模光纤的折射率剖面示意图；
[0023]图4为折射率匹配的单模光纤的端面示意图；
[0024]图5为少模光纤的折射率剖面示意图；
[0025]图6为少模光纤的端面示意图。
具体实施方式
[0026]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0027]实施例1：
[0028]实施例1提供一种拉锥模式转换器的制备方法，主要包括以下步骤：
[0029]步骤1、基于拉锥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；
[0030]步骤2、将所述单模光纤(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拉锥模式转换器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：基于拉锥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；将所述单模光纤和少模光纤的涂覆层剥除后，通过加热拉锥处理得到满足相位匹配条件的耦合区，对所述耦合区进行封装后得到所述拉锥模式转换器。2.根据权利要求1所述的拉锥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。3.根据权利要求1所述的拉锥模式转换器的制备方法，其特征在于，所述加热拉锥处理的过程中，对耦合效率进行实时监测，在耦合效率达到预设最佳耦合效率后，停止加热拉锥。4.根据权利要求3所述的拉锥模式转换器的制备方法，其特征在于，将所述单模光纤的一端与标准单模光纤跳线熔接并接入光源，将所述单模光纤的另一端作为输出端接入光功率计；将所述少模光纤的输出端接入光功率计；通过光功率计得到所述单模光纤在拉锥前的输出端光功率值，并记为P1；通过光功率计实时监测所述少模光纤在拉锥过程中的输出端光功率值，并记为P2；将P2/P1作为耦合效率。5.根据权利要求1所述的拉锥模式转换器的制备方法，其特征在于，所述单模光纤和所述少模光纤剥除的涂覆层的长度均为第一长度，所述第一长度与光纤夹具的初始距离相当；涂覆层剥除后，分别将所述单模光纤的裸纤区段、所述少模光纤的裸纤区段放置于所述光纤夹具的夹具槽内，使两根光纤的裸纤区段彼此接触，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖，王瑞春，代璐，褚俊，张磊，沈磊，
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：