[发明专利]一种基于少模光纤耦合器的模式转换及应用在审
| 申请号： | 201910693864.9 | 申请日： | 2019-07-30 |
| 公开（公告）号： | CN110308516A | 公开（公告）日： | 2019-10-08 |
| 发明（设计）人： | 张祖兴;徐杨;陈苏;蔡宇 | 申请（专利权）人： | 南京邮电大学 |
| 主分类号： | G02B6/14 | 分类号： | G02B6/14;G02B6/245;G02B6/255;H01S3/067;H01S3/098 |
| 代理公司： | 南京正联知识产权代理有限公司 32243 | 代理人： | 张玉红 |
| 地址： | 210012 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 一种基于少模光纤耦合器的模式转换及应用，采用两根少模光纤拉锥耦合，可以在输出端口实现模式转换。首先将两个少模光纤剥掉少许光纤涂覆层，不交叉对称平行放置于拉锥机的夹具上；然后将第一根光纤的输入抽头port1口输入基模LP01的光源，设置合适拉伸速度，可以实现两根光纤的弱耦合。对称的少模耦合器如果具有合适的锥区直径，高阶模可以被激发，并耦合到输出抽头port 3中，导致高纯度的高阶模产生。少模光纤耦合器（即TMF‑OC）可以插入锁模光纤激光器中，将port1和port2连入激光器中，在实现基本锁模脉冲的情况下，可以在port3（output2）输出柱矢量高阶模光斑。 | ||
| 搜索关键词： | 少模光纤 耦合器 模式转换 高阶模 对称 光纤 锁模光纤激光器 夹具 光纤涂覆层 光斑 拉锥耦合 平行放置 输出抽头 输出端口 输入抽头 锁模脉冲 激光器 矢量 不交叉 高纯度 拉锥机 弱耦合 耦合到 基模 拉伸 少模 光源 应用 输出 激发 | ||
【主权项】：
1.一种基于少模光纤耦合器的模式转换及应用，其特征在于：所述少模光纤耦合器，由少模光纤剥去涂覆层，直接在熔融拉锥机上进行对称熔融拉锥处理至特定的尺寸，利用封装材料进行封装处理得到；所述的少模光纤耦合器，插入锁模光纤激光器中，形成全光纤的锁模激光腔；所述锁模激光腔包括泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、偏振控制器、偏振相关隔离器、以及少模耦合器和输出耦合器；在少模耦合器的输出端测光斑，在输出耦合器处同时观测锁模状态；所述泵浦源的输出端与波分复用器的泵浦输入端相连，且波分复用器的输出端与掺铒光纤相连；掺铒光纤输出端接入偏振相关隔离器，偏振相关隔离器的输出端接入少模耦合器，从而在少模耦合器的port3进行模式输出；在少模耦合器的port2输出端接入普通耦合器，以便同时观测激光腔内的锁模情况和模式输出情况。
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- 本实用新型公开了一种高耦合率光波导模斑转换装置，应用于硅纳米线光波导与普通单模光纤的耦合。其结构采用集成光电子工艺方法制作，在绝缘体层上硅基底上，制作锥型硅波导，再利用光刻技术，在绝缘体层上，连续套刻三层材料为SU‑8光刻胶的组合锥型光波导，最后沉积二氧化硅上包层实现模斑转换器的制作。本实用新型通过所述三层SU‑8光刻胶组合锥型光波导的锥型部分，将单模光纤耦合进入的模斑的大小在水平方向与竖直方向上缩减，并与反向锥型硅波导级联，最终使光场耦合进入硅纳米线波导中。本实用新型可以实现硅纳米光波导与普通单模光纤直接进行端面连接，提高了与单模光纤模斑匹配度，提高了光耦合效率，便于大规模光路集成。
- 一种单模、多模光纤模式转换装置-201721502856.4
- 谢建毫 - 深圳伊讯科技有限公司
- 2017-11-10 - 2018-08-07 - G02B6/14
- 本实用新型公开了一种单模、多模光纤模式转换装置，包括输入光纤(1)、单多模光转换模块(2)、输出光纤(7)，其特征在于：所述输入光纤(1)与单多模光转换模块(2)相连，所述输出光纤(7)与单多模光转换模块(2)相连，所述输出光纤(7)输出最小损耗的多模光纤光信号。采用本实用新型的技术方案，解决了单模光纤和多模光纤与单模光模块和多模光模块混合使用的问题，只需将输入的单模光纤或多模光纤与单多模光转换模块相连，即可得到稳定的单模光纤光信号或多模光纤光信号。
- 一种波导模式转换器-201510516013.9
- 周治平;邓清中 - 北京大学
- 2015-08-20 - 2018-08-03 - G02B6/14
- 本发明提供一种波导模式转换器，包括：多模波导区域(2)和宽度渐变的沟道波导区域(3)，所述多模波导区域(2)的一端用于连接条形波导(1)，另一端连接所述宽度渐变的沟道波导区域(3)的一个波导端面，所述宽度渐变的沟道波导区域(3)的另一波导端面用于连接沟道波导(4)或条形‑沟道混合型波导(5)，所述宽度渐变的沟道波导区域(3)中的沟道与所述沟道波导(4)或条形‑沟道混合型波导(5)的沟道一一对应。本发明中的波导模式转换器尺寸小，转换效率高，工作带宽宽，工艺容差大，易于加工的特点，在集成光电子领域具有很高的应用价值。
- 基于多层聚合物结构的硅波导模斑转换器及其制备方法-201810107936.2
- 秦子翔;彭超;张仙;刘洋;温雪沁;刘柳;陈伟 - 苏州易缆微光电技术有限公司
- 2018-02-02 - 2018-06-08 - G02B6/14
- 本发明公开了一种基于多层聚合物结构的硅波导模斑转换器及其制备方法，应用于硅纳米线光波导与普通单模光纤的耦合。其结构采用集成光电子工艺方法制作，在绝缘体层上硅基底上，制作锥型硅波导，再利用光刻技术，在绝缘体层上，连续套刻三层材料为SU‑8光刻胶的组合锥型光波导，最后沉积二氧化硅上包层实现模斑转换器的制作。本发明通过所述三层SU‑8光刻胶组合锥型光波导的锥型部分，将单模光纤耦合进入的模斑的大小在水平方向与竖直方向上缩减，并与反向锥型硅波导级联，最终使光场耦合进入硅纳米线波导中。本发明可以实现硅纳米光波导与普通单模光纤直接进行端面连接，提高了与单模光纤模斑匹配度，提高了光耦合效率，便于大规模光路集成。
- 一种折射率梯度变化的硅光子模斑转换器-201720828381.1
- 方青;胡娟;张志群;陈华 - 昆明理工大学
- 2017-07-10 - 2018-06-05 - G02B6/14
- 本实用新型涉及一种折射率梯度变化的硅光子模斑转换器，属于半导体光信号传输技术领域。该转换器中SOI晶片衬底表面设有SiO2支撑结构，SiO2支撑结构上表面与硅光子锥形波导下表面相连，硅光子锥形波导与硅光子条形波导处于同一平面，且位于SiO2支撑结构上方，SiO2支撑结构、硅光子锥形波导、硅光子条形波导上设有将这三个结构封闭包围的梯度叠层SiOxNy内包层，梯度叠层SiOxNy内包层为以SOI晶片衬底为底从下至上折射率逐步梯度减小的叠层材料层，梯度叠层SiOxNy内包层四周设有SiO2外包层。本实用新型中的折射率梯度变化的硅光子模斑转换器解决了现有硅光子‑光纤模斑转换器的在光学性能和可靠性方面难以满足应用的要求，能够同时获得好的光学性能和高可靠性。
- 一种基于双芯光纤的长周期光纤光栅模场转换器-201510437547.2
- 陈明阳;韦锦;向前 - 江苏大学
- 2015-07-23 - 2018-06-01 - G02B6/14
- 本发明提供了一种基于双芯光纤的长周期光纤光栅模场转换器，包括单模纤芯Ⅰ、少模纤芯Ⅱ和包层，纤芯Ⅰ、纤芯Ⅱ包裹于所述包层内，组成双芯光纤；所述纤芯I为单模传输，纤芯II为非单模传输，在纤芯Ⅱ写入长周期光纤光栅，所述长周期光纤光栅在工作波长处满足纤芯Ⅱ中基模与纤芯Ⅰ中基模耦合的相位匹配条件。本发明采用长周期光纤光栅使纤芯Ⅰ中基模与纤芯Ⅱ中基模发生耦合，实现小模场和大模场光纤之间的模场转换。在较大波长范围内都有高效率转换，因而能实现宽带模场转换。所述模场转换器能够用于单模工作的少模光纤通信系统中，确保模式激发和分离的纯度，并且确保在传输过程中具有较小的损耗和低模式串扰。
- 一种光波导模斑转换器-201720981382.X
- 刘柳;秦子翔;阮子良;刘宇轩;陈伟 - 苏州易缆微光电技术有限公司
- 2017-08-08 - 2018-04-27 - G02B6/14
- 本实用新型公开了一种光波导模斑转换器，包括上包层，中间包层，绝缘体层，衬底，第一光波导和第二光波导，所述的绝缘体层置于所述衬底上，所述的绝缘体层上依次设置中间包层、上包层；所述第一光波导置于中间包层和所述绝缘体层之间，所述第二光波导置于所述上包层和所述中间包层之间；所述的第一光波导和第二光波导相对设置，第一光波导和第二光波导相对的一侧为锥型；所述的第二光波导与第一光波导相向的一侧也为锥型端，其尖端的模场与单模光纤中的模场相匹配；所述的第一光波导与第二光波导相向的一侧为矩形。本实用新型可以实现硅纳米光波导与普通单模光纤直接进行端面连接，而不必使用锥型透镜光纤，降低了光从普通单模光纤到波导传播过程中从硅衬底的辐射损耗，提高了与单模光纤模斑匹配度，提高了光的耦合效率，便于大规模光路集成。
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