光纖模式旋轉(zhuǎn)器、全光纖模式復(fù)用器和解復(fù)用器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖模式旋轉(zhuǎn)器、全光纖模式復(fù)用器和解復(fù)用器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的不斷演進(jìn)和新業(yè)務(wù)井噴式的涌現(xiàn)，人們對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的容量提出了越來越高的要求。過去的十幾年里研究人員為了提升光纖通信的容量，基于單模光纖研究出了很多先進(jìn)的技術(shù)，例如，采用高階正交調(diào)制格式替代簡單的幅度調(diào)制格式，偏振復(fù)用(PDM)，密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)，正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)等，使得目前單模光纖容量已接近香農(nóng)極限。在這種情況下，人們開始把研究的目光重新轉(zhuǎn)向多模光纖。
[0003]單模光纖中，多種復(fù)用方法尚未能夠充分利用到光纖中可利用的所有自由度。其中，光纖中的固有屬性-光纖模式，便是重要的自由度之一。若能使多模光纖中攜帶的模式彼此分離地承載信號(hào)，充分利用光纖帶寬，則可能給光纖容量帶來新的飛躍。因此研究模式復(fù)用即空間復(fù)用是光傳輸未來的發(fā)展趨勢(shì)和重要技術(shù)。
[0004]在模式復(fù)用技術(shù)中，模式的復(fù)用和解復(fù)用是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)也是技術(shù)難點(diǎn)所在，模式復(fù)用器主要的作用是將不同空間模式復(fù)用進(jìn)同一根光纖中，解復(fù)用即將同一根光纖中的不同模式分離開來，然后導(dǎo)進(jìn)不同的光纖中。這類似于光纖的波分復(fù)用技術(shù)中的波分復(fù)用器以及解復(fù)用器。
[0005]現(xiàn)有的模式復(fù)用器及解復(fù)用器主要包括:基于自由空間光的模式復(fù)用/解復(fù)用器；基于光纖拉錐技術(shù)的光子燈籠型模式復(fù)用/解復(fù)用器;基于硅基光學(xué)的模式復(fù)用/解復(fù)用器等等。這些模式復(fù)用/解復(fù)用器雖然都能實(shí)現(xiàn)模式復(fù)用/解復(fù)用，但是其插入損耗和模式串?dāng)_非常嚴(yán)重。這是因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)簡并模的復(fù)用，需要將模式復(fù)用器在同一平面上設(shè)置在少模光纖的不同角度上，而現(xiàn)有技術(shù)中基于光纖器件的技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)在同一平面上同時(shí)完成兩個(gè)簡并模的復(fù)用功能。而基于平面光波導(dǎo)技術(shù)的模式復(fù)用器雖然能夠?qū)崿F(xiàn)在同一平面上同時(shí)完成兩個(gè)簡并模的復(fù)用，但平面光波導(dǎo)接入光纖系統(tǒng)中會(huì)帶來很大的插入損耗，降低通信系統(tǒng)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種光纖模式旋轉(zhuǎn)器、全光纖模式復(fù)用器和解復(fù)用器，用以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)模的復(fù)用，并降低插入損耗，提高通信系統(tǒng)的性能。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種光纖模式旋轉(zhuǎn)器，應(yīng)用于光纖中，所述光纖模式旋轉(zhuǎn)器包括:
[0008]對(duì)稱分布的距離光纖的纖芯預(yù)設(shè)距離的兩個(gè)內(nèi)芯，所述兩個(gè)內(nèi)芯的連線與導(dǎo)模的光軸呈預(yù)設(shè)的角度，其中所述兩個(gè)內(nèi)芯的半徑相同、折射率相同，且與所述纖芯的折射率不同；
[0009]所述光纖模式旋轉(zhuǎn)器的長度為實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換的兩個(gè)導(dǎo)模的兩個(gè)傳播常數(shù)差的拍長。
[0010]進(jìn)一步地，所述當(dāng)所述導(dǎo)模為LPll模時(shí)，所述預(yù)設(shè)的角度為45度；
[0011 ]當(dāng)所述導(dǎo)模為LP21模時(shí)，所述預(yù)設(shè)的角度為22.5度；
[0012]當(dāng)所述導(dǎo)模為LP31模時(shí)，所述預(yù)設(shè)的角度為15度；
[0013]當(dāng)所述導(dǎo)模為LP12模時(shí)，所述預(yù)設(shè)的角度為45度。
[0014]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)內(nèi)芯的半徑小于纖芯的半徑。
[0015]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)內(nèi)芯的中心距離所述纖芯的距離為6微米。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于上述光纖模式旋轉(zhuǎn)器的全光纖模式復(fù)用器，應(yīng)用于光纖中，所述全光纖模式復(fù)用器包括:
[0017]輸入光纖和輸出光纖；
[0018]連接在所述輸入光纖和輸出光纖間的至少一個(gè)光纖模式旋轉(zhuǎn)器，及至少一個(gè)光纖模式親合器。
[0019]進(jìn)一步地，當(dāng)所述全光纖模式復(fù)用器為六模復(fù)用器時(shí)，所述全光纖模式復(fù)用器具體包括:
[0020]所述至少一個(gè)光纖模式旋轉(zhuǎn)器包括:LP21模光纖模式旋轉(zhuǎn)器和LPll模光纖模式旋轉(zhuǎn)器；
[0021 ] 所述至少一個(gè)光纖模式親合器包括:2個(gè)LP21模親合器、2個(gè)1^11模親合器和1^02模親合器。
[0022]進(jìn)一步地，當(dāng)所述全光纖模式復(fù)用器為六模復(fù)用器時(shí)，所述全光纖中依次設(shè)置有輸入光纖、第一 LP21模親合器、LP21模光纖模式旋轉(zhuǎn)器、第二 LP21模親合器、第一 LPl I模親合器、LPl I模光纖模式旋轉(zhuǎn)器、第二 LPl I模親合器、LP02模親合器和輸出光纖。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于上述光纖模式旋轉(zhuǎn)器的全光纖模式解復(fù)用器，應(yīng)用于光纖中，所述全光纖模式解復(fù)用器包括:
[0024]輸入光纖和輸出光纖；
[0025]連接在所述輸入光纖和輸出光纖間的至少一個(gè)光纖模式旋轉(zhuǎn)器，及至少一個(gè)光纖模式親合器。
[0026]進(jìn)一步地，當(dāng)所述全光纖模式解復(fù)用器為六模解復(fù)用器時(shí)，所述全光纖模式解復(fù)用器具體包括:
[0027]所述至少一個(gè)光纖模式旋轉(zhuǎn)器包括:LP21模光纖模式旋轉(zhuǎn)器和LPll模光纖模式旋轉(zhuǎn)器；
[0028]所述至少一個(gè)光纖模式親合器包括:2個(gè)LP21模親合器、2個(gè)1^11模親合器和1^02模親合器。
[0029]進(jìn)一步地，當(dāng)所述全光纖模式解復(fù)用器為六模解復(fù)用器時(shí)，所述全光纖中依次設(shè)置有輸入光纖、LP02模親合器、第一LP11模親合器、LP11模光纖模式旋轉(zhuǎn)器、第二LP11模親合器、第一 LP21模親合器、LP21模光纖模式旋轉(zhuǎn)器、第二 LP21模親合器和輸出光纖。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光纖模式旋轉(zhuǎn)器、全光纖模式復(fù)用器和解復(fù)用器，該光纖模式旋轉(zhuǎn)器包括:對(duì)稱分布的距離光纖的纖芯預(yù)設(shè)距離的兩個(gè)內(nèi)芯，所述兩個(gè)內(nèi)芯的連線與導(dǎo)模的光軸呈預(yù)設(shè)的角度，其中所述兩個(gè)內(nèi)芯的半徑相同、折射率相同，且與所述纖芯的折射率不同，所述光纖模式旋轉(zhuǎn)器的長度為實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換的兩個(gè)導(dǎo)模的兩個(gè)傳播常數(shù)差的拍長。由于在本發(fā)明實(shí)施例中在光纖的纖芯兩側(cè)對(duì)稱的分布有兩個(gè)內(nèi)芯，該內(nèi)芯的折射率與纖芯的折射率不同，所述光纖模式旋轉(zhuǎn)器的長度為實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換的兩個(gè)導(dǎo)模的兩個(gè)傳播常數(shù)差的拍長，從而可是使入射的導(dǎo)模發(fā)生90度的旋轉(zhuǎn)，從而可以基于光纖實(shí)現(xiàn)模式的轉(zhuǎn)換，因此可以實(shí)現(xiàn)模式的復(fù)用，并且因?yàn)樵撃Ｊ叫D(zhuǎn)器是基于光纖的，因此可以避免插入損耗，從而可以有效提尚通?目系統(tǒng)的性能。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1A為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光纖模式旋轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)模式旋轉(zhuǎn)的示意圖；
[0033]圖1B為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖1A中光纖模式旋轉(zhuǎn)器的橫截面的示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于該光纖模式旋轉(zhuǎn)器，實(shí)現(xiàn)模式旋轉(zhuǎn)的示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的全光纖六模復(fù)用器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)模的復(fù)用，并降低插入損耗，提高通信系統(tǒng)的性能，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光纖模式旋轉(zhuǎn)器、全光纖模式復(fù)用器和解復(fù)用器。
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)