[实用新型]一种低模式串扰的三模式复用器/解复用器

权利要求书

1.一种低模式串扰的三模式复用器/解复用器，其特征在于：该模分复用器/解复用器由3个不同的少模纤芯传输信道组成；少模纤芯传输信道FMF是模分复用解复用器的主信道，支持三种模式LP01、LP11与LP21，LP11含简并模式LP11a/LP11b，LP21含简并模式LP21b/LP21a，放置在z轴，其轴心与z轴重合；两个不同的双模纤芯TMF₁和TMF₂分别放置在x轴和y轴，TMF₁和TMF₂轴心分别从x和y轴开始平行于FMF的轴心；各模式LP01、LP11、LP21从FMF光纤的左端入射，沿着z方向传输耦合解复用；按照耦合模理论，模式LP01模式沿主信道FMF从左端传输到右端；模式LP11从FMF直接耦合到TMF₁中，其中简并模式LP11a/LP11b从FMF左端入射，分别直接耦合到TMF₁中的模式LP11a/LP11b，在耦合信道TMF₁右端以LP11a/LP11b模式简并输出；模式LP21从FMF变换耦合到TMF₂中，其中简并模式LP21a/LP21b从FMF左端入射，分别变换耦合到TMF₂中的模式LP11b/LP11a，在耦合信道TMF₂右端以LP11b/LP11a模式简并输出；实现了3种模式LP01、LP11与LP21从FMF主信道模式解复用；

若各模式LP01、LP11和LP11分别从FMF、TMF₁和TMF₂左端入射，沿着z方向传输耦合复用；按照耦合模理论，可实现3种模式LP01、LP11与LP21在FMF主信道模式复用；根据各模式耦合长度与信道间距的变化关系，TMF₁和TMF₂到主信道FMF的信道中心间距分别为11μm和14.25μm，TMF₁和TMF₂信道的长度分别为12.52mm和8.95mm；FMF信道的长度不小于12.52mm，可由连接传输光纤的情况具体决定；合理设置传输信道的位置和长度可调整模式复用器性能；少模纤芯传输信道FMF由纤芯、内包层、外包层组成，其纤芯横截面折射率等高线分布呈环形；信道直径d2μm的部分是内包层，采用掺氟二氧化硅材料，折射率为n₂＝1.4252；2μm≤d≤9μm的部分是环形纤芯，采用纯二氧化硅材料，折射率为n₁＝1.4440；d9μm的部分是外包层，采用掺氟二氧化硅材料，折射率为n₂＝1.4252；该光纤圆环形上的折射率高于周边折射率，使用圆环部位进行光的传输；光纤中模场特性可以通过改变纤芯、内外包层的尺寸和折射率分布来改变；不同的TMF构成复用器/解复用器的耦合信道，在TMF₁中，直径d≤7μm的部分是纤芯，折射率为n₃＝1.4490，在TMF₂中，直径d≤9.5μm的部分是纤芯，折射率为n₄＝1.4346，纤芯部分的折射率同样都高于周边折射率；LP11的消光比在1.55μm取得最大值34.97dB；LP21模式的消光比在1.55μm取得最大值31.60dB；模式LP01的消光比在三种模式情况中最好；无论是LP21还是LP11模式，其消光比都在1.55μm两侧递减。