[发明专利]一种单模多模调模器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种单模多模调模器件及其制备方法，该单模多模调模器件包括多模光纤、单模光纤和拉锥光纤，拉锥光纤相对的两端分别与多模光纤和单模光纤低损耗熔融连接在一起。本发明采用光纤拉锥的方式来实现单模光纤和多模光纤的信号传输过渡，拉锥光纤锥区纤芯直径是平滑渐变的过渡，不存在模场畸变，有效降低传输损耗；单模光纤中信号经过拉锥光纤激发的低阶模/高阶模低损耗传入到多模光纤中；单模光纤激发的模场在多模光纤中传输，在多模光纤由拉锥光纤渐变过渡传输到单模光纤中，损耗在0.5dB以内；光纤的熔接损耗目前能够做到0.1dB以下；为数据中心的单模光模块可直接通过单模光纤接入到多模光纤中传输提供支撑。

技术领域

本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种单模多模调模器件及其制备方法。

背景技术

在光通信和数据传输领域，目前最常用传输链路是光纤传输，具备容量大、速度快、 稳定性好、性价比高、能耗低等优点。光纤传输应用最多的是单模光纤和多模光纤两个类 型。

目前单模光纤(SMF：Single-Mode Fiber)纤径参数一般为9/125μm。单模光模块的工 作波长一般是1310nm、1550nm，单模光模块的光源是LD或光谱线较窄的LED，主要用 于长距离通信，主要配合应用光模块是DFB(Distributed Feedback Laser)激光器光源单模光模块。单模光纤成本低，但单模光模块的成本高。

目前多模光纤(MMF：Multi-Mode Fiber)纤径参数一般为50/125μm或62.5/125μm。多模光纤纤芯折射率分布是渐变型的，主要是为了降低各个模式之间的传输时延。多模光模块多用于短距离传输中，传输距离一般在2km以下，多模光纤的传输特性如表1和表2 所示，表1为OM2/OM3/OM4在不同传输速率下的传输距离表，表2为OM2/OM3/OM4 带宽要求。在多模光纤的通信和数据传输系统中，多模光模块的工作波长一般是850nm， 光源是VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)激光器。虽然多模光纤的成本高， 但是多模传输系统的优势在于多模光模块造价低。目前常用的光模块的单个传输速率在 25G，经过光模块内部的激光器组合可形成100G、400G乃至800G的信号输出。

表1

表2

“新基建”政策推动企业和政府大规模建立数据中心，用于通信、存储和数据计算。目前，国内数据中心主要采用OM3/OM4多模光纤作为光纤通道、传输媒介来连接服务器 和存储设备。各地方、各运营商和企事业单位推动数据中心项目指数增长，直接投资数额 和拉动经济增长量都十分可观。随着5G通信时代的快速发展，大容量、高频段和多业务 接入的移动通信网络建设面临诸多挑战。如数据中心的降功耗与热管理、容量和带宽提升、 光模块升级换代、运营和维护成本降低等都是当下数据中心所不可回避的问题。

远距离传输单模光纤数据信号需要输入到数据中心多模光纤，但目前的单模光纤配备 的单模光模块，多模光纤配备的是多模光模块，二者不能交叉使用。光模块如能复用可很 大程度上降低成本，减少中间器件和设备。随着单模的光模块的国产化进程加快，成本不 断降低，未来有望数据中心大规模使用单模光模块，这就需要提供一种单模多模的调模器 件，链接单模光模块与数据中心的多模光纤。

目前主要模式转换调模技术是模式解复用，利用模式解复用器将高阶模式信号从少模 光纤转变为基模信号，再利用模式复用器将基模信号转变为所需的高阶模信号。目前模式 解复用技术支持少模光纤中的高阶模，对多模光纤中的模式转变和调模受限。该技术实施 时系统组成较为复杂，成本高，不适合大规模的通信链路的集成应用。

目前的单模到多模的模式转换的技术已有不少公开发明，如利用光纤纤芯微结构特性， 硅基波导芯片集成方式等。