[发明专利]一种全光纤模式复用/解复用器

说明书

本发明公开了一种全光纤模式复用/解复用器，包括两根相同的少模光纤。少模光纤拉锥区的涂覆层均已剥去，熔融拉锥至工作波长的直径和长度，工作波长可根据实际需求设定，实现模式复用和解复用功能，此过程无需对少模光纤进行预拉锥处理。本发明首次提出了实现全光纤模式复用/解复用的方法，两根少模光纤采用全光纤熔融耦合方式，构成的光纤模式复用/解复用器结构紧凑，制作简单，插入损耗小，耦合效率高。本发明可以应用于光纤通信、光学信息处理等领域。

技术领域

本发明属于光纤耦合器技术领域，具体涉及一种全光纤模式复用/解复用器，可应用于光纤通信、光学信息处理等领域。

背景技术

随着信息通信技术的飞速发展，通信网络对带宽和容量需求呈现爆炸式增长，而现有的光纤通信领域基本上是基于单模光纤，单模光纤的传输容量已经逼近非线性香农极限的传输容量。各种方法被提出来提升通信容量，包括波分复用(WDM)和偏振复用(PDM)。近年来，模分复用(MDM)技术被广泛的认为是突破单模光纤通信系统和传输容量瓶颈的有效途径，该技术能大大提升通信容量。模分复用器作为模分复用系统中的关键器件已经得到了广泛关注，目前制作模分复用器的技术主要分为两种：第一种为基于空间光学元件的模分复用器，利用相位波片实现三种模式耦合到同一多模光纤，但这种模分复用器空间耦合难度大，难以集成化，且空间耦合插入损耗大，制作成本高；空间光调制器可以灵活的生成各种复杂的光场来实现模分复用，但空间光调制器制作成本较高。第二种为光纤结构的模分复用器，将多根单模光纤插入一个低折射率的毛细管内通过熔融拉锥形成光子灯笼，光子灯笼通过使用不同纤芯的单模光纤，以满足各单模光纤中的基模和多模光纤中不同模式相位匹配条件，从而实现模分复用。但是光子灯笼模分复用器制作工艺复杂，精确控制熔融光纤位置，粗细难度很大，无法实现量产，同时光子灯笼于光纤熔接不匹配时会导致高损耗。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有模分复用/解复用器制作工艺复杂，插入损耗大，制作成本高，不易集成等缺点，提出了一种全光纤模式复用/解复用器，该光纤模式复用/解复用器制作简单，插入损耗小，制作成本低，结构紧凑易于集成。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种全光纤模式复用/解复用器，包括：两根相同的少模光纤，少模光纤的拉锥区域的涂覆层均已剥去，熔融拉锥至工作波长的直径和长度，即可实现模式复用和解复用功能，此过程无需对少模光纤进行预拉锥处理。

其中，所述模式复用功能是指采用全光纤熔融拉锥法将两根相同少模光纤拉至特定的尺寸，基模和高阶模分别从两根少模光纤入射，基模和高阶模在拉锥耦合区分别发生倏逝场自耦合，在其中一根少模光纤输出端同时输出基模和高阶模。

其中，所述模式解复用功能是指从其中一根少模光纤输入混合模式，输出端的两根少模光纤分别输出基模和高阶模。

其中，所述熔融拉锥至工作波长的耦合区长度是满足基模耦合半周期长度的偶数倍或奇数倍，且满足高阶模耦合半周期长度的奇数倍或偶数倍。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用两根少模光纤进行全光纤熔融拉锥制作模式复用/解复用器，无需对少模光纤进行预拉锥处理，制作工艺简单，插入损耗小。

(2)本发明实现了LP₀₁和LP₁₁两种模式的模式复用解复用。

(3)本发明将标准通信光纤(G.652)用作少模光纤，制作成本低，可量产，实用性强。

(4)本发明采用全光纤结构，结构紧凑易集成，可用封装材料进行封装，工作稳定不受外界因素干扰。

(5)本发明具有模式剥离功能，模式提纯效率高，实现光纤激光器输出高质量的单一基模或单一高阶模。

附图说明

图1为本发明全光纤模式复用/解复用器结构示意图。