一种功率分配器以及光纤通信系统的制作方法

1.本技术涉及光纤通信领域，尤其涉及一种功率分配器以及光纤通信系统。


背景技术：

2.目前，随着第五代移动通信技术(5th generation mobile networks，5g)、大数据、 云计算等技术的高速发展，以单模光纤为基础的传统光纤通信系统已经逐渐逼近其物理传 输容量极限。为了解决容量极限的问题，近年来提出一种基于模分复用技术的光纤通信系 统，其能够使用不同的光信号模式作为独立传输信道进而可以成倍提升光纤传输系统的容 量。
3.图1所示为已有的功率分配器，该功率分配器包括第一光纤101和第二光纤102，该 第一光纤101和第二光纤102经过熔融拉锥工艺，以形成熔融拉锥区域103。第一光纤101 和第二光纤102所传输的光信号，在熔融拉锥区域103发生光功率的分配。
4.但是，在熔融拉锥的过程中，纤芯的直径会随着熔融拉锥的过程而减小，纤芯的直径 越小，则所支持的光信号模式的数量越少，可见，现有的功率分配器无法支持多个光信号 模式的光功率的分配。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种功率分配器以及光纤通信系统，其能够解决功率分配器无法 对多个光信号模式进行光功率分配的弊端。
6.本发明实施例第一方面提供了一种功率分配器，所述功率分配器包括第一传输介质和 第二传输介质，所述第一传输介质和所述第二传输介质形成耦合区域，位于所述耦合区域 内的所述第一传输介质和所述第二传输介质之间的间距小于或等于目标距离；所述第一传 输介质用于支持n个光信号模式，所述第二传输介质用于支持m个光信号模式，所述n和 所述m均为大于1的正整数，且所述n的取值小于或等于所述m的取值，其中，所述m个 光信号模式的模式类型包括所述n个光信号模式的模式类型。
7.可见，本方面所示的功率分配器，第一传输介质和第二传输介质形成耦合区域的过程 中，无需对第一传输介质和第二传输介质进行熔融拉锥，使得功率分配器能够对多个光信 号模式的光功率进行分配。而且采用本方面所示的功率分配器，在耦合区域内的第一传输 介质和第二传输介质，能够实现具有相同模式类型的两个光信号模式之间的光功率的分 配。形成功率分配器的过程，无需对第一传输介质和第二传输介质进行特殊的预处理动作， 降低了制成功率分配器的制作要求，提高了生产功率分配器的效率。
8.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述功率分配器支持多对光信号模式，所述 多对光信号模式中的一对光信号模式包括第一光信号模式和第二光信号模式，所述第一光 信号模式为所述n个光信号模式中的一个，所述第二光信号模式为所述m个光信号模式中 的一个，且所述第一光信号模式的模式类型与所述第二光信号模式的模式类型相同；所述 多对光信号模式均用于在所述耦合区域内进行光功率分配。
9.可见，采用本方面所示的功率分配器，能够在成对的两个光信号模式之间进行任意比 例的光功率的分配。
10.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一传输介质的第一输入端口和所述第 二传输介质的第二输入端口中的至少一个输入端口，用于接收输入光信号；所述第一传输 介质的第一输出端口和所述第二传输介质的第二输出端口中的至少一个输出端口，用于输 出经由所述耦合区域进行光功率分配后的光信号。
11.可见，本方面所示根据需要可调节用于接收光信号的输入端口的数量以及调节用于出 射光信号的输出端口的数量，根据输入端口和/或输出端口的数量的不同，以使本方面所 示的功率分配器能够实现对光功率的分配过程，实现对通信系统的抽头监测的功能，实现 对光信号的衰减功能等。
12.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一传输介质为第一光纤，所述第二传 输介质为第二光纤，位于所述耦合区域内的所述第一光纤的纤芯和所述第二光纤的纤芯之 间的间距小于或等于所述目标距离，或，所述第一传输介质为第一光波导，所述第二传输 介质为第二光波导，位于所述耦合区域内的所述第一光波导和所述第二光波导之间的间距 小于或等于所述目标距离。
13.可见，无需对第一光纤和第二光纤进行特殊的预处理动作，降低了制成功率分配器的 制作要求，提高了生产功率分配器的效率。因无需对功率分配器所包括的光纤的纤芯进行 研磨，因此不会给功率分配器带来过大的插入损耗，而且通过调节耦合区域的目标长度和 /或目标距离的方式，即可实现对功率分配器所输出的光信号的光功率的大小进行精确调 节的目的。
14.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一光信号模式经由所述第一传输介质 的第一输出端口输出第一输出光信号，所述第一输出光信号的光功率为如下公式所示：
15.p1(l)＝cos2(cl)，其中，所述p1(l)为所述第一输出光信号的光功率，所述c为相关 系数，所述l为目标长度，其中，位于所述耦合区域内的所述第一传输介质和所述第二传 输介质在第一方向上的间距为所述目标距离，所述耦合区域在第二方向上的长度为所述目 标长度，所述第二方向与第一方向垂直，所述c的大小与所述目标距离的大小呈正相关关 系。
16.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第二光信号模式经由所述第二传输介质 的第二输出端口输出第二输出光信号，所述第二输出光信号的光功率为如下公式所示：
17.p2(l)＝sin2(cl)，其中，所述p2(l)为所述第二输出光信号的光功率。
18.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一传输介质和所述第二传输介质位于 同一平面内。
19.可见，因第一传输介质和第二传输介质位于同一平面内，则降低了制成光功率分配器 的难度，提高了制成光功率分配器的效率。
20.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一传输介质位于第一平面内，所述第 二传输介质位于第二平面内，所述第一平面和所述第二平面相交，所述耦合区域为所述第 一平面和所述第二平面相交的区域。
21.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述功率分配器还包括第三传输介质，所述 第一传输介质和所述第三传输介质形成目标耦合区域，所述第一传输介质所支持的光信号 模式和所述第三传输介质所支持的光信号模式在所述目标耦合区域内进行光功率分配。
22.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一传输介质为第一光纤，所述第二传 输介质为第二光纤；所述第一光纤和所述第二光纤形成非耦合区域，所述第一光纤在所述 耦合区域内的纤芯直径等于所述第一光纤在所述非耦合区域内的纤芯直径，所述第二光纤 在所述耦合区域内的纤芯直径等于所述第二光纤在所述非耦合区域内的纤芯直径。
23.可见，本方面所示的功率分配器采用的是全光纤的结构，即功率分配器仅包括第一光 纤和第二光纤，不包括其他非光纤器件，从而使得功率分配器的结构紧凑，对功率分配器 进行封装后，不会受到外界的干扰。而且采用本方面所示的功率分配器，第一光纤和第二 光纤形成耦合区域的过程中，无需对第一光纤和第二光纤进行熔融拉锥，从而不会因熔融 拉锥而减少第一光纤的纤芯直径和第二光纤的纤芯直径，使得本方面所示的功率分配器能 够对多个光信号模式的光功率进行分配。
24.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一传输介质为第一光波导，所述第二 传输介质为第二光波导；所述第一光波导和所述第二光波导形成非耦合区域，所述第一光 波导在所述耦合区域内的直径等于所述第一光波导在所述非耦合区域内的直径，所述第二 光波导在所述耦合区域内的直径等于所述第二光波导在所述非耦合区域内的直径。
25.可见，采用本方面所示的功率分配器，第一光波导和第二光波导形成耦合区域的过程 中，无需对第一光波导和第二光波导进行熔融拉锥，从而不会因熔融拉锥而减少第一光波 导的直径和第二光波导的直径，使得本方面所示的功率分配器能够对多个光信号模式的光 功率进行分配。
26.基于第一方面，一种可选地实现方式中，所述第一光信号模式的传播常数和所述第二 光信号模式的传播常数的差的绝对值小于或等于10的负三次方。
27.本发明实施例第二方面提供了一种光纤通信系统，所述光纤通信系统包括发送设备和 接收设备，以及连接在所述发送设备和所述接收设备之间的功率分配器，所述功率分配器 如上述第一方面任一项所述。
附图说明
28.图1为已有的功率分配器的结构示例图；
29.图2为本技术所提供的光纤通信系统的一种实施例结构示例图；
30.图3为本技术所提供的功率分配器在实施例一中的一种结构示例图；
31.图4a为本技术所提供的制成功率分配器的一种实施例示例图；
32.图4b为本技术所提供的制成功率分配器的另一种实施例示例图；
33.图5为本技术所提供的功率分配器在实施例二中的结构示例图；
34.图6a为本技术所提供的功率分配器对光信号进行光功率分配的第一种仿真示例图；
35.图6b为本技术所提供的功率分配器对光信号进行光功率分配的第二种仿真示例图；
36.图6c为本技术所提供的功率分配器对光信号进行光功率分配的第三种仿真示例图；
37.图7a为本技术所提供的输入至功率分配器的光信号以及从功率分配器输出的光信号 的第一种模场示例图；
38.图7b为本技术所提供的输入至功率分配器的光信号以及从功率分配器输出的光信号 的第二种模场示例图；
39.图7c为本技术所提供的输入至功率分配器的光信号以及从功率分配器输出的光信号 的第三种模场示例图；
40.图8为本技术所提供的光功率分配的一种实施例示例图；
41.图9为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号模式进行功率分配的仿真示例图；
42.图9a为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号模式进行功率分配的第一种仿真 示例图；
43.图9b为本技术所提供的功率分配器对第二对光信号模式进行功率分配的第一种仿真 示例图；
44.图9c为本技术所提供的功率分配器对第三对光信号模式进行功率分配的第一种仿真 示例图；
45.图10为本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 模场示例图；
46.图10a为本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 一种模场示例图；
47.图10b为本技术所提供的第二对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 一种模场示例图；
48.图10c为本技术所提供的第三对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 一种模场示例图；
49.图11为本技术所提供的功率分配器所应用的通信系统的第一种结构示例图；
50.图12为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号模式进行功率分配的仿真示例 图；
51.图12a为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号模式进行功率分配的第一种仿真 示例图；
52.图12b为本技术所提供的功率分配器对第二对光信号模式进行功率分配的第二种仿真 示例图；
53.图12c为本技术所提供的功率分配器对第三对光信号模式进行功率分配的第二种仿真 示例图；
54.图13为本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的模 场示例图；
55.图13a为本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 二种模场示例图；
56.图13b为本技术所提供的第二对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号
的第 二种模场示例图；
57.图13c为本技术所提供的第三对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 二种模场示例图；
58.图14为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号模式进行功率分配的仿真示例 图；
59.图14a为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号模式进行功率分配的第三种仿真 示例图；
60.图14b为本技术所提供的功率分配器对第二对光信号模式进行功率分配的第三种仿真 示例图；
61.图14c为本技术所提供的功率分配器对第三对光信号模式进行功率分配的第三种仿真 示例图；
62.图15为本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的模 场示例图；
63.图15a为本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 三种模场示例图；
64.图15b为本技术所提供的第二对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 三种模场示例图；
65.图15c为本技术所提供的第三对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第 三种模场示例图；
66.图16为本技术所提供的功率分配器在实施例四中的结构示例图；
67.图17为本技术所提供的功率分配器所应用的通信系统的第二种结构示例图；
68.图18为本技术所提供的功率分配器在实施例五中的结构示例图；
69.图19为本技术所提供功率分配器对第一输入光信号和第二输入光信号进行功率分配 的示例图；
70.图19a为本技术所提供功率分配器对第一输入光信号和第二输入光信号进行功率分配 的第四种仿真示例图；
71.图19b为本技术所提供的第一输出光信号和第二输出光信号的第四种模场示例图；
72.图20为本技术所提供的功率分配器对第一输入光信号和第二输入光信号进行功率分 配的示例图；
73.图20a为本技术所提供的功率分配器对第一输入光信号和第二输入光信号进行功率分 配的第五种仿真示例图；
74.图20b为本技术所提供的第一输出光信号和第二输出光信号的第五种模场示例图；
75.图21为本技术所提供功率分配器对第一输入光信号和第二输入光信号进行功率分配 的示例图；
76.图21a为本技术所提供功率分配器对第一输入光信号和第二输入光信号进行功率分配 的第六种仿真示例图；
77.图21b为本技术所提供的第一输出光信号和第二输出光信号的第六种模场示例
图；
78.图22为本技术所提供的功率分配器在实施例六中的结构示例图；
79.图23为本技术所提供的功率分配器在实施例七中的结构示例图；
80.图24为本技术所提供的功率分配器在实施例九中的结构示例图。
具体实施方式
81.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
82.本技术提供了一种功率分配器，本技术所提供的功率分配器是光纤通信系统中基本的 无源器件。本技术所示能够基于模分复用技术，对功率分配器所包括的光纤中传输的所有 光信号模式进行光功率的分配，使得光信号模式的光功率按照特定的比例在功率分配器所 包括的光纤中传输。
83.为更好的理解本技术所提供的功率分配器，以下首先对该功率分配器所应用的光纤通 信系统进行说明：
84.本技术以光纤通信系统为无源光纤网络(passive optical network，pon)系统为例 进行示例性说明，需明确的是，本技术对功率分配器所应用的光纤通信系统的系统类型的 说明为可选地示例，不做限定，可以理解，本技术所示的功率分配器能够应用至任一需要 基于模分复用技术对光信号模式的光功率进行分配的通信网络。
85.本技术所示的pon系统的结构可参见图2所示，其中，图2为本技术所提供的光纤通信 系统的一种实施例结构示例图。
86.pon系统包括光线路终端(optical line terminal，olt)201，olt201用于为光接入网 (optical access network，oan)提供网络侧接口。olt201连接上层的网络侧设备(如交 换机、路由器等)，下层连接一个或者多个光分配网络(optical distribution network， odn)202。
87.odn202包括用于光功率分配的功率分配器、连接在功率分配器和olt201之间的主干光 纤，该主干光纤用于实现该olt201和该odn202之间的光信号的传输，该odn202还包括连接 在功率分配器和光网络单元(optical network unit，onu)203之间的分支光纤，该分支光 纤用于实现该odn202和该onu203之间的光信号的传输。
88.在olt201需要向onu203传输下行光信号时，odn202将来自olt201的下行光信号通过功 率分配器传输到各个onu。同样的，在onu203需要向olt201传输上行光信号时，odn将来自 onu203的上行光信号汇聚后传输到olt201。
89.onu203为oan提供用户侧接口，同时与odn202相连。如果onu203同时提供用户端口功 能，如onu提供以太网(ethernet)用户端口或者传统电话业务(plain old telephoneservice，pots)用户端口，则称为光网络终端(optical network termination，ont)。 本技术将onu或ont统一称为光网络单元onu。
90.为实现光信号传输，则从olt201输出的光纤连接到odn202所包括的光纤配线架 (optical distribution frame，odf)单元204，odf单元204可包括一个或多个odf。
91.通过odf单元204的分配，输出的光纤连接至光纤交接箱(fiber distributionterminal，fdt)单元205，fdt单元205可包括一个或多个fdt。
92.fdt单元205是用来对光纤进行二次分配，一个fdt单元205的管理范围可能是一个小 区，或者一个街道，或一栋楼宇，且可根据fdt单元205需要管理的用户数来选择fdt单元205所连接的光纤连接器组件数量的多少。
93.fdt单元205通过光纤与光纤分纤箱(fiber access terminal，fat)单元206连接， fat单元206包括一个或多个fat。
94.fat单元206与光纤终端盒(access terminal box，atb)207连接，该光纤终端盒207与 onu203通过光纤终端盒207的引出光纤连接。
95.需明确地，本实施例以用于提供该olt201和该onu203之间的光传输通道的odn202包括 上述所示的odf、fdt、fat以及atb为例进行示例性说明，在其他示例中，该olt201和该 onu203之间可包括odf、fdt、fat以及atb中的一项或多项，具体在本技术中不做限定。
96.本技术所提供的功率分配器可应用至odf、fdt、fat或光纤终端盒中的至少一种上。 通过功率分配器实现对光信号进行分路、合路、光信号的分配、光路连接、光信号传输方 向控制、以及各光器件之间的耦合控制等。
97.本实施例对该olt201和该onu203之间所连接的功率分配器的具体数量不做限定，只要 连接在该olt201和该onu203之间的功率分配器能够实现该olt201和该onu203之间的光信 号的传输即可。
98.以下通过各个实施例对本技术所提供的功率分配器的几种可选地结构进行说明：
99.实施例一
100.以下结合图3所示对本实施例所提供的功率分配器的结构进行说明，其中，图3为本申 请所提供的功率分配器在实施例一中的一种结构示例图。本实施例所示的功率分配器包括 第一光纤310和第二光纤320。
101.本实施例所示的第一光纤310能够支持n个光信号模式的传输，第二光纤320能够支持m 个光信号模式的传输。
102.以第一光纤310为例，本实施例所示的第一光纤310为多模式光纤，此时n的取值为大 于1的正整数，其中，第一光纤310为多模式光纤是指，该第一光纤310能够支持两个或两 个以上的光信号模式的传输，在第一光纤310传输多个光信号模式的情况下，多个具有不 同模式类型的光信号模式在该第一光纤310中形成不同的光强分布。
103.本实施例对多模式光纤的光纤类型不做限定，例如，多模式光纤的光纤类型可为少模 光纤(few mode fiber,fmf)或多模光纤(multi mode fiber,mmf)。
104.本实施例所示的第二光纤320也为多模式光纤，而且本实施例所示的n的取值和m的取 值可相同，可见，本实施例所示的第一光纤310所支持的光信号模式的数量和所述第二光 纤320所支持的光信号模式的数量相同。
105.本实施例所示的第一光纤310所支持的各个光信号模式的模式类型和第二光纤320所 支持的各个光信号模式的模式类型均相同。例如，第一光纤310和第二光纤320均能够支持 三个光信号模式的传输，而且这三个光信号模式的模式类型均为：lp01光信号模式、lp02 光信号模式以及lp03光信号模式。
106.可选地，本实施例所示的n的取值可小于m的取值，可见，本实施例所示的第一光纤
310 所支持的光信号模式的数量小于第二光纤320所支持的光信号模式的数量。
107.本实施例中，第二光纤320所支持m个光信号模式所具有的m个模式类型，包括第一光 纤310所支持的n个光信号模式所具有的n个模式类型。例如，第一光纤310能够支持两个光 信号模式的传输，而且这两个光信号模式的模式类型为lp01光信号模式、lp02光信号模式， 而第二光纤320能够支持三个光信号模式的传输，这三个光信号模式的模式类型为lp01光 信号模式、lp02光信号模式以及lp03光信号模式，可见，第二光纤320所支持的光信号模 式的模式类型包括第一光纤310所支持的光信号模式的模式类型。
108.本实施例以第一光纤310所支持的各个光信号模式的模式类型和第二光纤320所支持 的各个光信号模式的模式类型均相同为例进行示例性说明：
109.具体地，一个光纤所支持的各个光信号模式分布，与输入至该光纤的光信号的波长、 该光纤包层的折射率，该光纤的纤芯的直径、纤芯的折射率中的至少一项相关。可见，在 第一光纤310所支持的各个光信号模式的类型和第二光纤320所支持的各个光信号模式的 类型相同，则可知第一光纤310和第二光纤320满足如下所示的至少一个条件：
110.第一光纤310和第二光纤320接收到的光信号的波长相同、第一光纤310和第二光纤320 的包层的折射率相同、第一光纤310和第二光纤320的纤芯的直径相同、或第一光纤310和 第二光纤320的纤芯的折射率相同。
111.需明确的是，本实施例对第一光纤310和第二光纤320所满足的条件的说明为可选的示 例，不做限定，只要所述第一光纤310所支持的各个光信号模式的模式类型和所述第二光 纤320所支持的各个光信号的模式类型相同即可。
112.本实施例所示的第一光纤310具有用于接收输入光信号的第一输入端口和用于输出光 信号的第一输出端口。本实施例以图3所示为例，即第一光纤310所具有的端口311作为该 第一输入端口，第一光纤310所具有的端口312作为该第一输出端口，由于光路的可逆性， 则该端口311也可作为第一输出端口，该端口312可作为第一输入端口。
113.同样的，该第二光纤320具有用于接收输入光信号的第二输入端口和用于输出光信号 的第二输出端口。本实施例以图3所示为例，即第二光纤320所具有的端口321作为该第二 输入端口，第二光纤320所具有的端口322作为该第二输出端口，由于光路的可逆性，则该 端口321也可作为第二输出端口，该端口322可作为第二输入端口。
114.本实施例所示的功率分配器包括耦合区域330，以下对耦合区域330进行具体说明：
115.具体地，为形成耦合区域330，则将第一光纤310和第二光纤320相互靠近，相互靠近 的所述第一光纤310和所述第二光纤320形成耦合区域330。其中，位于所述耦合区域330内 的所述第一光纤310和所述第二光纤320在第一方向340上的间距小于或等于目标距离d，所 述耦合区域330在第二方向350上具有目标长度l，由图3所示可知，所述第一方向340和所 述第二方向350相互垂直，本实施例对目标距离d的具体取值不做限定。
116.本实施例所示的位于所述耦合区域330内的所述第一光纤310和所述第二光纤320在第 一方向340上的间距具体是指，位于耦合区域330内的，所述第一光纤310的纤芯和所述第 二光纤310的纤芯在所述第一方向340上的间距。
117.以下对制成本实施例所示的功率分配器的过程进行示例性说明：
118.例如图4a所示，其中，图4a为本技术所提供的制成功率分配器的一种实施例示例
图。
119.去除第一光纤310的第一目标区域401的全部或部分包层材料，该第一目标区域401为 所述第一光纤310面向第二光纤320的侧面。去除第二光纤320的第二目标区域402的全部或 部分包层材料，该第二目标区域402为所述第二光纤320面向第一光纤310的侧面。
120.将第一目标区域401和第二区域402相互靠近，以使得第一光纤310的纤芯和第二光纤 320的纤芯在第一方向340上的间距小于或等于目标距离d以形成耦合区域330。
121.又如图4b所示，其中，图4b为本技术所提供的制成功率分配器的另一种实施例示例图。
122.例如，对第二光纤320进行固定，对第一光纤310进行悬空，在去除了第一光纤310第 一目标区域401的全部或部分包层材料以及去除第二光纤320的第二目标区域402的全部或 部分包层材料后，可在第一光纤310上施加应力440，使得第一光纤310和第二光纤320靠近 以形成耦合区域330，需明确的是，本实施例对形成该耦合区域330的说明为可选地示例， 不做限定。
123.本实施例对第一光纤310和第二光纤320的弯曲程度不做限定，例如图3所示，第一光 纤310和第二光纤320均处于弯曲的状态，又如图4b所示，第一光纤310处于弯曲的状态， 而第二光纤320处于平直的状态，只要第一光纤310和第二光纤320相互靠近以形成耦合区 域即可。
124.本实施例所示的第一目标区域401在第二方向350上的长度为l1，第二目标区域402在 第二方向350上的长度为l2，本实施例所示的l1的取值大于或等于耦合区域330的目标长度 l，l2的取值大于或等于耦合区域330的目标长度。本实施例对l1和l2之间的大小关系不做 限定，例如，l1与l2的取值可相同，又如，l1和l2的取值也可不同，具体在本实施例中不 做限定。
125.本实施例对耦合区域330内，所述第一光纤310的第一目标区域401和第二光纤320的第 二目标区域402是否包括包层材料不做限定，只要位于所述耦合区域330内的，第一光纤310 的纤芯和第二光纤320的纤芯，在第一方向340上的间距小于或等于所述目标距离d即可。
126.本实施例所示形成该耦合区域330的过程中，无需对第一光纤310的纤芯和第二光纤 320的纤芯进行熔融拉锥，从而能够保障第一光纤310和第二光纤320均能够支持多个光信 号模式的传输，进而使得本实施例所示的功率分配器能够实现对多个光信号模式的光功率 进行调节的目的。
127.如图4a所示，第一光纤310还包括第三目标区域403，该第三目标区域403位于第一目 标区域401的一侧，本实施例无需去除第三目标区域403的包层材料。第二光纤320还包括 第四目标区域404，该第四目标区域404位于第二目标区域402的一侧。
128.所述第三目标区域403和第四目标区域404沿第一方向304相对，所述第三目标区域403 和所述第四目标区域相互远离，且第三目标区域403和第四目标区域404沿第一方向340之 间的间距大于目标距离d。
129.本实施例所示的功率分配器包括非耦合区域，该非耦合区域包括如上述所示的第三目 标区域403和第四目标区域404。
130.本实施例所示的非耦合区域还包括第一光纤310的第五目标区域405和第二光纤
320的 第六区域406，其中，该第五目标区域405和该第三目标区域403位于第一目标区域401的两 侧，对该第五目标区域405的具体说明，请详见对第三目标区域403的说明，具体不做赘述。 该第六目标区域406和第四目标区域404位于第二目标区域402的两侧，对该第六目标区域 406的具体说明，请详见对第四目标区域404的具体说明，具体不做赘述。
131.所述第一光纤310的第一纤芯直径等于第二纤芯直径，所述第一纤芯直径为所述第一 光纤在所述耦合区域内的纤芯直径，所述第二纤芯直径为所述第一光纤310在所述非耦合 区域内的纤芯直径。可以理解，第一光纤310的纤芯直径在所述耦合区域内的大小等于所 述第一光纤310的纤芯直径在所述非耦合区域内的大小。
132.同样的，所述第二光纤320的第三纤芯直径等于第四纤芯直径，所述第三纤芯直径为 所述第二光纤320在所述耦合区域内的纤芯直径，所述第四纤芯直径为所述第二光纤320在 所述非耦合区域内的纤芯直径。
133.可见，本实施例所示的第一光纤310的纤芯直径和第二光纤320的纤芯直径未经过熔融 拉锥，有效的保证了第一光纤310的纤芯和第二光纤320的纤芯能够支持多个光信号模式的 传输。
134.以下对本实施例所示的功率分配器对光功率进行分配的过程进行说明：
135.本实施例所示的功率分配器支持多对光信号模式，所述多对光信号模式中的一对光信 号模式包括第一光信号模式和第二光信号模式，所述第一光信号模式为所述第一光纤310 所支持的多个光信号模式中的一个，所述第二光信号模式为所述第二光纤320所支持的多 个光信号模式中的一个。
136.所述功率分配器的光功率，能够在成对的两个光信号模式之间进行任意比例的分配， 为实现光功率能够在成对的两个光信号模式之间进行任意比例的分配，则需要成对的第一 光信号模式和第二光信号模式满足如下两个条件：
137.条件1：
138.所述第一光信号模式的模式类型和第二光信号模式的模式类型相同。
139.条件2：
140.所述第一光信号模式和第二光信号模式满足相位匹配条件，以下对相位匹配条件进行 说明：
141.其中，第一光信号模式的第一传播常数第二光信号模式的第二 传播常数
[0142][0143]
式中，n
eff1
为第一光信号模式的有效折射率，n
eff2
为第二光信号模式的有效折射率， λ为输入至功率分配器的光信号在真空中的波长，因第一光信号模式的模式类型和第二光 信号的模式类型相同，则可知，第一光信号模式的有效折射率n
eff1
和第二光信号模式的有 效折射率n
eff2
在耦合区域内相等，由公式推导可知，第一光信号模式的第一传播常数和第 二光信号模式的传播常数相等，即β1＝β2。
[0144]
在第一光信号模式的第一传播常数和第二光信号模式的传播常数相等的情况下，第一 光信号模式和第二光信号模式满足相位匹配条件，从而使得第一光信号模式和第二
光信号 模式之间可进行任意比例的光功率的分配。
[0145]
本实施例以第一光信号模式的第一传播常数和第二光信号模式的第二传播常数相等 以满足相位匹配条件为例进行示例性说明，需明确的是，在具体应用中，若成对的两个光 信号模式的传播常数的差距足够小，也可满足相位匹配条件，例如，所述第一光信号模式 的传播常数β1和所述第二光信号模式的传播常数β2的差的绝对值小于或等于10的负三次 方，具体在本实施例中不做限定。
[0146]
本实施例所示的成对的两个光信号模式之间能够进行任意比例的光功率的分配是指， 第一光信号模式的光功率能够在耦合区域内向第二光信号模式中耦合至少部分光功率，和 /或，第二光信号模式的光功率能够在耦合区域内向第一光信号模式耦合至少部分光功率。
[0147]
例如图4b所示，在第一光纤310的第一输出端口312处设置有第一功率检测模块461， 所述第一功率检测模块461用于对第一输出端口312所输出的第一输出光功率的大小进行 检测。在第二光纤320的第二输出端口322处设置有第二功率检测模块462，所述第二功率 检测模块462用于对第二输出端口322所出书的第二输出光功率的大小进行检测，在第一输 出端口312和第二输出端口322所输出的光信号的功率满足要求的情况下，即可对该第一光 纤310和第二光纤320进行固定封装，以形成功率分配器，若第一输出端口312和第二输出 端口322所输出的光信号的光功率不满足要求的情况下，即可重新对耦合区域的目标长度 和/或目标距离进行调节，以改变从第一输出端口312所输出的第一输出光功率的大小和/ 或改变从第二输出端口322所输出的第二输出光功率的大小。
[0148]
本实施例所示的第一光纤具有第一曲率半径，该第一曲率半径用于指示该第一光纤的 弯曲程度，即该第一曲率半径越小，那么第一光纤的弯曲程度越大，而且第一曲率半径越 小，那么第一光纤的纤芯中所传输的各个光信号模式的光功率泄漏的越多。
[0149]
在所述第一光纤具有该第一曲率半径的情况下，所述第一光纤所支持的最高阶光信号 模式的第一弯曲损耗小于或等于第一阈值。具体地，该第一弯曲损耗用于指示在第一光纤 具有该第一曲率半径的情况下，该第一光纤所传输的最高阶光信号模式所泄漏的光功率的 多少，即该第一弯曲损耗越大，则说明该最高阶光信号模式所泄漏的光功率越多。
[0150]
本实施例中，若最高阶光信号模式的第一弯曲损耗小于或等于第一阈值，则说明该第 一光纤所支持的其他光信号模式的弯曲损耗均小于或等于该第一阈值。
[0151]
本实施例所示的所述第二光纤具有第二曲率半径，所述光纤所支持的最高阶光信号模 式的第二弯曲损耗小于或等于第二阈值，具体说明，请参见第一光纤所示，具体在本实施 例中不做赘述。
[0152]
以下对本实施例所示的功率分配器的有益效果进行说明：
[0153]
采用本实施例所示的功率分配器，第一光纤和第二光纤形成耦合区域的过程中，无需 对第一光纤和第二光纤进行熔融拉锥，从而不会因熔融拉锥而减少第一光纤的纤芯直径和 第二光纤的纤芯直径，使得本实施例所示的功率分配器能够对多个光信号模式的光功率进 行分配，可见，本实施例所示的功率分配器能够支持多个光信号模式的光功率的分配。
[0154]
本实施例所示形成功率分配器的过程，仅对耦合区域的目标长度和目标距离有要求， 无需对第一光纤和第二光纤进行特殊的预处理动作，例如，对纤芯进行研磨等，降低了
制 成功率分配器的制作要求，提高了生产功率分配器的效率。
[0155]
因无需对功率分配器所包括的光纤的纤芯进行研磨，因此不会给功率分配器带来过大 的插入损耗，而且通过调节耦合区域的目标长度和/或目标距离的方式，即可实现对功率 分配器所输出的光信号的光功率的大小进行精确调节的目的。
[0156]
本实施例所示的功率分配器采用的是全光纤的结构，即功率分配器仅包括第一光纤和 第二光纤，不包括其他非光纤器件，从而使得功率分配器的结构紧凑，对功率分配器进行 封装后，不会受到外界的干扰，可见，本实施例所示的功率分配器的抗干扰性较强，可以 保证功率分配器能够持续稳定的对光功率的大小进行调节，而且能够支持对工作波长范围 比较广的光信号的光功率进行调节。
[0157]
实施例二
[0158]
基于实施例一，本实施例所示的功率分配器仅有一个输入端口输入光信号，而两个输 出端口均输出光信号，即本实施例所示的功率分配器实现的是单端口输入，双端口输出。
[0159]
本实施例所示的功率分配器的结构可参见图5所示，图5为本技术所提供的功率分配器 在实施例二中的结构示例图。
[0160]
由图5所示可知，本实施例所示的功率分配器500包括第一光纤510和第二光纤520，所 述第一光纤510和所述第二光纤520还形成耦合区域530，对所述第一光纤510、第二光纤520 以及耦合区域530的具体说明，请详见实施例一所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0161]
本实施例所示的功率分配器的各项参数可参见表1所示，需明确的是，表1所示的各个 参数为一种示例，不做限定。
[0162]
表1
[0163]
纤芯直径纤芯折射率包层折射率20微米1.44681.44245
[0164]
由表1所示可知，第一光纤510和第二光纤520的纤芯直径均为20微米，第一光纤510和 第二光纤520的纤芯折射率均为1.4468，且第一光纤510和第二光纤520的包层折射率均为 1.44245。
[0165]
本实施例中，功率分配器仅有一个输入端口用于输入光信号，如图5所示为例，第一 光纤510的第一输入端口511用于接收输入光信号，而第二光纤520的第二输入端口521不用 于接收输入光信号。
[0166]
第一光纤510的第一输出端口512和第二光纤520的第二输出端口522用于输出光信号， 对第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口以及第二输出端口的具体说明，请详见实 施例一所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0167]
在其他示例中，也可由第二光纤520的第二输入端口521用于接收光信号，第一光纤510 的第一输入端口511不用于接收光信号，本实施例所示仅为一种示例，不做限定。
[0168]
可见，本实施例仅在第一输入端口511中输入光信号，该输入光信号的光功率能够在 耦合区域530中进行分配。为避免第二输入端口521对耦合区域内光功率分配的过程造成干 扰，则可对第二输入端口521进行切割，切割后的外壁为523，本实施例所示的切割后的外 壁523与第二方向350的夹角为8度，以避免第二输入端口521不必要的光学反射效应。
[0169]
具体地，在切割后的外壁523与第二方向350的夹角为8度的情况下，切割后的外壁523 不会对第一输出端口512和第二输出端口522可能反射的光信号进行再次反射，可见，切割 后的外壁523不会向耦合区域反射造成干扰的杂光，提高了耦合区域进行光功率分配的准 确性。
[0170]
需明确的是，本实施例对切割后的外壁523与第二方向350的夹角的大小的说明为可选 地示例，不做限定，只要切割后的第二输入端口能够有效地避免不必要的光学反射效应即 可。
[0171]
以下结合几个情况，对功率分配器进行光功率分配的过程进行说明：
[0172]
情况1：
[0173]
本示例以第一输入端口511输入的输入光信号的模式类型为lp11光信号模式为例进行 示例性说明，需明确的是，本示例对输入光信号的模式类型的说明为可选地示例，不做限 定，本技术对经由第一输入端口511输入至功率分配器中的光信号模式的模式类型以及数 量均不做限定，只要经由第一输入端口511输入的光信号，能够激发第一光纤510所支持的 全部或部分光信号模式即可，例如，经由该第一输入端口511输入的光信号的模式类型还 可为lp01光信号模式，又如，经由该第一输入端口511可输入多个光信号模式。
[0174]
以下结合附图说明功率分配器对输入的lp11光信号模式的功率分配示例：
[0175]
示例1：
[0176]
参见图6a所示，其中，图6a为本技术所提供的功率分配器对光信号进行光功率分配的 第一种仿真示例图。
[0177]
由图6a所示可知，该示例以耦合区域的目标长度为1.75厘米(cm)为例，图6a所示的 坐标系中，纵坐标表示目标距离，单位为微米(um)。
[0178]
在图6a所示的曲线611用于指示输入的lp11光信号模式的光功率在第一光纤510中的 功率值的变化。曲线612用于指示输入的lp11光信号模式的光功率在第二光纤520中的功率 值的变化。其中，为更好的理解lp11光信号模式的光功率在第一光纤510中的变化情况以 及lp11光信号模式的光功率在第二光纤520中的变化情况，则图6a的横坐标所示的功率值 为归一化数值处理后的数值，可见，曲线611的功率值在0至1的区间内变化，曲线612的功 率值也在0至1的区间内变化。
[0179]
在目标长度为1.75cm的情况下，则目标距离d的取值的不同，会使得输入的lp11光信 号模式在耦合区域内，分配至第一光纤510中的光功率和分配至第二光纤520中的光功率的 取值不同，进而使得从第一输出端口和从第二输出端口输出的光功率的比值不同。
[0180]
例如，在目标距离的取值为d0＝4um的情况下，经由第一输入端口输入的lp11光信号模 式在第一光纤510中激发出第一光信号模式，耦合区域内，第一光信号模式的部分光功率 耦合至第二光信号模式中，且在该示例下，从第一输出端口输出的第一输出光信号的第一 输出光功率和从第二输出端口输出的第二输出光信号的第二输出光功率的比值为 90％:10％，具体参见图7a所示，其中，图7a为本技术所提供的输入至功率分配器的光信号 以及从功率分配器输出的光信号的第一种模场示例图。
[0181]
图7a所示的模场711为输入的lp11光信号模式的模场示例图，模场712为从第一输出端 口输出的第一输出光信号的模场示例图，模场713为从第二输出端口输出的第二输出光信 号的模场示例图。模场示例图中，颜色的亮度越高，则表征光信号的光功率越大，可
见， 在耦合区域的目标长度为1.75cm且目标距离为d0的情况下，第一输出端口输出的第一输出 光功率和第二输出端口输出的第二输出光功率的比值为90％：10％。
[0182]
示例2：
[0183]
参见图6b所示，其中，图6b为本技术所提供的功率分配器对光信号进行光功率分配的 第二种仿真示例图，在图6b所示的示例中，目标长度为2.04cm，对图6b的坐标系的说明， 请参见图6a所示，具体不做赘述。
[0184]
在图6b所示的曲线621用于指示输入的lp11光信号模式的光功率在第一光纤510中的 功率值的变化。曲线622用于指示输入的lp11光信号模式的光功率在第二光纤520中的功率 值的变化，图6b所示的功率值为归一化数值处理后的数值，具体说明请参见图6a所示，具 体不做赘述。
[0185]
可见，在目标长度为2.04cm的情况下，则目标距离d的取值的不同，会使得输入的lp11 光信号模式在耦合区域内，分配至第一光纤510中的光功率和分配至第二光纤520中的光功 率的取值不同，进而使得从第一输出端口和从第二输出端口输出的光功率的比值不同。
[0186]
例如，在目标距离的取值为d1＝5um的情况下，经由第一输入端口输入的lp11光信号模 式在第一光纤510中激发出第一光信号模式，耦合区域内，第一光信号模式的部分光功率 耦合至第二光信号模式中，且在该示例下，从第一输出端口输出的第一输出光信号的第一 输出光功率和从第二输出端口输出的第二输出光信号的第二输出光功率的比值为 70％:30％，具体参见图7b所示，其中，图7b为本技术所提供的输入至功率分配器的光信号 以及从功率分配器输出的光信号的第二种模场示例图。
[0187]
图7b所示的模场721为输入的lp11光信号模式的模场示例图，模场722为从第一输出端 口输出的第一输出光信号的模场示例图，模场723为从第二输出端口输出的第二输出光信 号的模场示例图。可见，在耦合区域的目标长度为2.04cm且目标距离为d1的情况下，第一 输出端口输出的第一输出光功率和第二输出端口输出的第二输出光功率的比值为 70％:30％。
[0188]
示例3：
[0189]
参见图6c所示，其中，图6c为本技术所提供的功率分配器对光信号进行光功率分配的 第三种仿真示例图，在图6c所示的示例中，目标长度为2.28cm，对图6c的坐标系的说明， 请参见图6a所示，具体不做赘述。
[0190]
在图6c所示的曲线631用于指示输入的lp11光信号模式的光功率在第一光纤510中的 功率值的变化。曲线632用于指示输入的lp11光信号模式的光功率在第二光纤520中的功率 值的变化，图6c所示的功率值为归一化数值处理后的数值，具体说明请参见图6a所示，具 体不做赘述。
[0191]
可见，在目标长度为2.28cm的情况下，则目标距离d的取值的不同，会使得输入的lp11 光信号模式在耦合区域内，分配至第一光纤510中的光功率和分配至第二光纤520中的光功 率的取值不同，进而使得从第一输出端口和从第二输出端口输出的光功率的比值不同。
[0192]
例如，在目标距离的取值为d2＝5um的情况下，经由第一输入端口输入的lp11光信号模 式在第一光纤510中激发出第一光信号模式，耦合区域内，第一光信号模式的部分光
传播常数和第二传播常数的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
[0202]
c11和c22为自耦合系数，c12和c21为互耦合系数。相比于互耦合系数，自耦合系数很 小，可以忽略不计，近似有c12＝c21＝c，由上式可以求得功率分配器的第一输出端口输出 的第一输出光功率(如公式1所示)，还能够求得第二输出端口输出的第二输出光功率(如 公式2所示)：
[0203]
公式1：
[0204]
公式2：
[0205]
公式中的p1(l)为第一输出光功率的大小，p2(l)为第二输出光功率的大小，其中，公 式1以及公式2中的f根据下述所示的公式3进行求取：
[0206]
公式3：
[0207]
因本实施例所示的β1＝β2，在将公式3分别代入至公式1以及公式2中，则公式1的解 为：p1(l)＝cos2(cl)，公式2的解为：p2(l)＝sin2(cl)。
[0208]
可知，功率分配器的所述第一输出光信号的第一输出光功率等于目标参数cl的余弦值 的平方，所述目标参数cl为相关系数c和所述目标长度l的乘积，所述相关系数c的大小与 所述目标距离d的大小呈正相关关系。
[0209]
功率分配器的所述第二输出光信号的第二输出光功率等于目标参数cl的正弦值的平 方。
[0210]
由上述所示的公式1的p1(l)＝cos2(cl)以及公式2的解p2(l)＝sin2(cl)可知，通过调 节目标距离d以及目标长度l的取值，可以达到调节第一输出光功率以及第二输出光功率大 小的目的。
[0211]
需明确的是，上述所示的第一输出光功率的大小与目标距离d以及目标长度l的关系的 说明，以及第二输出光功率的大小与目标距离d以及目标长度l的关系的说明，均为可选地 示例，具体不做限定，只要通过调节目标距离d以及目标长度l中的至少一项的情况下，能 够调节第一输出光功率的大小以及第二输出光功率的大小即可。
[0212]
情况2：
[0213]
情况1所示以第一输入端口511输入的光信号的模式类型为lp11光信号模式为例，在情 况2中，以第一输入端口输入的光信号的模式类型有多个为例，例如，情况2所示的第一输 入端口511输入的光信号模式为lp01、lp11以及lp21，需明确的是，本情况对输入至功率 分配器中的输入光信号所包括的光信号模式的类型的说明为可选地示例，不做限定。
[0214]
以下结合图8所示的示例对输入光信号在耦合区域内的耦合进行示例性说明，其中， 图8为本技术所提供的光功率分配的一种实施例示例图。
[0215]
在图8所示的示例说明的是输入光信号的模式类型的不同，第一光纤的第一输出端口 输出的第一输出光功率和第二光纤的第二输出端口输出的第二输出光功率的比值在 50％:50％的情况下，功率分配器的耦合区域所需要的目标距离和目标长度的取值的示例。
[0216]
如图8所示可知，例如lp01光信号模式经由第一输入端口输入至功率分配器，若目标 距离d的取值为6um，则需要目标长度的取值为15cm。又如，lp11光信号模式经由第一输入 端口输入至功率分配器，若目标距离d的取值为6um，则需要目标长度的取值为10cm。
[0217]
可以理解，对于同一光信号模式，若需要第一输出端口输出的第二输出光功率的比值 在50％:50％的情况下，若目标距离d的取值越大，那么目标长度的取值也需要越大。
[0218]
对于不同的光信号模式，第一输出光功率和第二输出光功率的比值为50％:50％的前提 下，若在目标距离d取值相同的情况下，不同的光信号模式所需要的目标长度l的取值不同。 又若在目标长度l的取值相同的情况下，不同的光信号模式所需要的目标距离d的取值不 同。
[0219]
可见，若耦合区域的目标长度l和目标距离d的取值相同，那么不同的光信号模式在耦 合区域内进行功率分配后，第一输出光功率和第二输出光功率的比值可能会存在特定差 异，以下结合具体的光信号模式的光功率的分配过程进行说明：
[0220]
本实施例所示的功率分配器，在输入光信号的激发下形成三对光信号模式，该功率分 配器用于在每对光信号模式之间进行光功率的分配，其中，第一对光信号模式为在所述第 一光纤以及在所述第二光纤中所传输的lp01光信号模式，第二对光信号模式为在所述第一 光纤以及在所述第二光纤中所传输的lp11光信号模式，第三对光信号模式为在所述第一光 纤以及在所述第二光纤中所传输的lp21光信号模式。
[0221]
具体说明可参见图9所示，其中，图9a为本技术所提供的功率分配器对第一对光信号 模式进行功率分配的第一种仿真示例图，图9b为本技术所提供的功率分配器对第二对光信 号模式进行功率分配的第一种仿真示例图，图9c为本技术所提供的功率分配器对第三对光 信号模式进行功率分配的第一种仿真示例图。图9所示的各个坐标系的说明，请详见图6a 所示，具体不做赘述。其中，图9a、图9b以及图9c所示的功率值均为归一化数值处理后的 数值，具体说明请参见图6a所示，具体不做赘述。
[0222]
本实施例所示为针对各对光信号模式实现较佳的分光比(第一输出光功率和第二输出 光功率的比值)，则希望各对光信号模式的分光比接近50％：50％。
[0223]
为此，如图9a所示，该示例以耦合区域的目标长度l3＝6.45cm为例，在图9a所示的曲 线911用于指示输入的lp01光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线912用 于指示输入的lp01光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0224]
可见，在目标长度为l3cm的情况下，则目标距离d的取值的不同，会使得输入的lp01 光信号模式在耦合区域内，分配至第一光纤中的光功率和分配至第二光纤中的光功率的取 值不同，进而使得从第一输出端口和从第二输出端口输出的光功率的比值不同。
[0225]
本实施例以耦合区域的目标长度为l3cm，目标距离d3＝5um，则第一光纤在输入光信号 的激发下形成lp01光信号模式，耦合区域内，lp01光信号模式的部分光功率耦合至第二光 纤的lp01光信号模式中。
[0226]
该示例下针对该lp01光信号模式的分光比请参见图10所示，其中，图10a为本技术所 提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第一种模场示例图。
[0227]
图10a所示的模场1011为lp01光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1012为lp01光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。针对第一对光信号模式的分光比，即lp01光信号模式从第一输出端口输出的光
功率和 lp01光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为54％：46％。
[0228]
同一功率分配器，针对不同对的光信号模式，具有相同的耦合区域，可见，同一耦合 区域(即目标长度为l3cm，目标距离为d3)，在图9b所示的曲线921用于指示输入的lp11 光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线922用于指示输入的lp11光信号 模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0229]
可见，在同一耦合区域内，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp11光信号模式，耦 合区域内，lp11光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp11光信号模式中。
[0230]
该示例下针对该lp11光信号模式的分光比请参见图10b所示，其中，图10b为本技术所 提供的第二对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第一种模场示例图。
[0231]
图10b所示的模场1021为lp11光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1022为lp11光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。针对第二对光信号模式的分光比，即lp11光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp11光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为53％：47％。
[0232]
同样的，同一耦合区域(即目标长度为l3cm，目标距离为d3)，在图9c所示的曲线931 用于指示输入的lp21光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线932用于指 示输入的lp21光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0233]
可见，在同一耦合区域内，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp21光信号模式，耦 合区域内，lp21光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp21光信号模式中。
[0234]
该示例下针对该lp21光信号模式的分光比请参见图10c所示，其中，图10c为本技术所 提供的第三对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第一种模场示例图。
[0235]
图10c所示的模场1031为lp21光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1032为lp21光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。针对第三对光信号模式的分光比，即lp21光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp21光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为53％：45％。
[0236]
可见，图9和图10所示的示例下，不同对的光信号模式的分光比，存在10％左右的功率 分配波动，从而使得该耦合区域能够分别对第一对光信号模式、第二对光信号模式以及第 三对光信号模式，完成近似于50％：50％的光功率的分配。
[0237]
功率分配器基于耦合区域所分配的分光比的比值的说明为可选地示例，不做限定，在 实际应用中，可以根据功率分配器对不同光信号模式的模式类型及分光比的具体需求等实 际要求来明确耦合区域的目标长度和目标距离的具体取值，例如如下所示的场景：
[0238]
本场景所示的功率分配器以应用至如图11所示的通信系统中为例进行示例性说明，其 中，图11为本技术所提供的功率分配器所应用的通信系统的第一种结构示例图。
[0239]
如图11所示可知，本场景所示的通信系统包括发送设备1101、功率分配器1102、光谱 分析仪1103以及接收设备1104，其中，本实施例所示的发送设备1101可为图2所示的olt， 该接收设备1104可为图2所示的onu，本场景对发送设备1101和接收设备1104的设备类型的 说明不做限定，例如，发送设备1101可为包括激光器的任一设备，通过该激光器使得发送 设备1101能够出射光信号。接收设备1104可为包括光电探测器的任一设备，通过该
光电探 测器能够对接收到的光信号进行光电转换以进行相应的处理。
[0240]
发送设备1101经由光纤与功率分配器1102的第一输入端口连接，光谱分析仪1103经由 光纤与功率分配器1102的第二输出端口连接，接收设备1104经由光纤与功率分配器1102的 第一输出端口连接，对第一输入端口、第一输出端口以及第二输出端口的具体说明，请详 见图5所示的示例，具体不做赘述。
[0241]
本场景所示的光谱分析仪1103用于根据从第二输出端口接收到的第二输出光信号实 现对通信系统的抽头监测功能，例如，光谱分析仪1103用于根据第二输出光信号分析通信 系统的噪声等，以实现对通信系统性能的监控。
[0242]
可见，为提高光信号的利用效率，则需要来自发送设备1101的大比例的光信号传输至 接收设备1104，还需要来自发送设备1101的小比例的光信号传输至光谱分析仪1103。为此， 可设置耦合区域的目标长度l4＝9.41cm，目标距离d4＝5um。
[0243]
本场景所示的功率分配器，在输入光信号的激发下形成三对光信号模式，该三对光信 号模式的具体说明，请参见图9所示，具体不做赘述。
[0244]
具体说明可参见图12所示，其中，图12a为本技术所提供的功率分配器对第一对光信 号模式进行功率分配的第一种仿真示例图，图12b为本技术所提供的功率分配器对第二对 光信号模式进行功率分配的第二种仿真示例图，图12c为本技术所提供的功率分配器对第 三对光信号模式进行功率分配的第二种仿真示例图。图12所示的各个坐标系的说明，请详 见图6a所示，具体不做赘述，其中，图12a、图12b以及图12c所示的功率值均为归一化数 值处理后的数值，具体说明请参见图6a所示，具体不做赘述。
[0245]
在图12a所示的曲线1211用于指示输入的lp01光信号模式的光功率在第一光纤中的功 率值的变化。曲线1212用于指示输入的lp01光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的 变化。
[0246]
在本场景所示的耦合区域的示例下，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp01光信号 模式，耦合区域内，lp01光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp01光信号模式中。
[0247]
该示例下针对该lp01光信号模式的分光比请参见图13中的图13a所示，其中，图13a为 本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第二种模场示 例图。
[0248]
图13a所示的模场1311为lp01光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1312为lp01光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。基于本场景所示的耦合区域，以使lp01光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp01光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为91％：9％。可见，本示例下的接收 设备1104所接收到的第一输出光信号的光功率和光谱分析仪1103所接收到的第二输出光 信号的光功率和的比值为91％：9％，以保证发送设备1101所发出的光信号，大比例的传输 至接收设备1104，小比例的传输至光谱分析仪1103。
[0249]
同一功率分配器，针对不同对的光信号模式，具有相同的耦合区域，可见，同一耦合 区域(即目标长度为l4cm，目标距离为d4)，在图12b所示的曲线1221用于指示输入的lp11 光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线1222用于指示输入的lp11光信号 模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0250]
可见，在同一耦合区域内，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp11光信号模式，耦 合区域内，lp11光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp11光信号模式中。
[0251]
该示例下针对该lp11光信号模式的分光比请参见图13中的图13b所示，其中，图13b为 本技术所提供的第二对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第二种模场示 例图。
[0252]
图13b所示的模场1321为lp11光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1322为lp11光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。基于本场景所示的耦合区域，以使lp11光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp11光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为94％：6％。可见，本示例下的接收 设备1104所接收到的第一输出光信号的光功率和光谱分析仪1103所接收到的第二输出光 信号的光功率和的比值为94％：6％，以保证发送设备1101所发出的光信号，大比例的传输 至接收设备1104，小比例的传输至光谱分析仪1103。
[0253]
同样的，同一耦合区域(即目标长度为l4cm，目标距离为d4)，在图12c所示的曲线 1231用于指示输入的lp21光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线1232用 于指示输入的lp21光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0254]
可见，在同一耦合区域内，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp21光信号模式，耦 合区域内，lp21光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp21光信号模式中。
[0255]
该示例下针对该lp21光信号模式的分光比请参见图13中的图13c所示，其中，图13c为 本技术所提供的第三对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第二种模场示 例图。
[0256]
图13c所示的模场1331为lp21光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1332为lp21光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。基于本场景所示的耦合区域，以使lp21光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp11光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为90％：9％。可见，本示例下的接收 设备1104所接收到的第一输出光信号的光功率和光谱分析仪1103所接收到的第二输出光 信号的光功率和的比值为90％：9％，以保证发送设备1101所发出的光信号，大比例的传输 至接收设备1104，小比例的传输至光谱分析仪1103。
[0257]
实施例三
[0258]
在实施例二中，针对不同的光信号模式实现的相等或近乎相等的等比例的分光，例如， 在图10所示的示例中，第一对光信号模式的分光比为54％：46％，第二对光信号模式的分光 比为53％：47％，第三对光信号模式的分光比为53％：45％，可见，三对光信号模式的分光比 实现的是近乎等于50％：50％的等比分光。而在本实施例中，功率分配器能够实现针对不同 的光信号模式实现不等比例的分光，具体说明如下：
[0259]
本实施例所示可设置耦合区域的目标长度l5＝6.494cm，目标距离d5＝5um。
[0260]
本实施例所示的功率分配器，在输入光信号的激发下形成三对光信号模式，该三对光 信号模式的具体说明，请参见图9所示，具体不做赘述。
[0261]
具体说明可参见图14所示，其中，图14a为本技术所提供的功率分配器对第一对光信 号模式进行功率分配的第三种仿真示例图，图14b为本技术所提供的功率分配器对第二对 光信号模式进行功率分配的第三种仿真示例图，图14c为本技术所提供的功率分配器对
第 三对光信号模式进行功率分配的第三种仿真示例图。图14所示的各个坐标系的说明，请详 见图6a所示，具体不做赘述。
[0262]
通过本实施例所示的具有目标长度l5且具有目标距离的d5的耦合区域，在图14a所示 的曲线1411用于指示输入的lp01光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线 1412用于指示输入的lp01光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0263]
在本场景所示的耦合区域的示例下，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp01光信号 模式，耦合区域内，lp01光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp01光信号模式中。
[0264]
该示例下针对该lp01光信号模式的分光比请参见图15中的图15a所示，其中，图15a为 本技术所提供的第一对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第三种模场示 例图。
[0265]
图15a所示的模场1511为lp01光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1512为lp01光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。基于本场景所示的耦合区域，以使lp01光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp01光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为20％：80％。
[0266]
同一功率分配器，针对不同对的光信号模式，具有相同的耦合区域，可见，同一耦合 区域(即目标长度为l5cm，目标距离为d5)，在图14b所示的曲线1421用于指示输入的lp11 光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线1422用于指示输入的lp11光信号 模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0267]
可见，在同一耦合区域内，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp11光信号模式，耦 合区域内，lp11光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp11光信号模式中。
[0268]
该示例下针对该lp11光信号模式的分光比请参见图15中的图15b所示，其中，图15b为 本技术所提供的第二对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第三种模场示 例图。
[0269]
图15b所示的模场1521为lp11光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1522为lp11光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。基于本场景所示的耦合区域，以使lp11光信号模式从第一输出端口输出的光功率和 lp11光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为99％：1％。
[0270]
同样的，同一耦合区域(即目标长度为l5cm，目标距离为d5)，在图14c所示的曲线 1431用于指示输入的lp21光信号模式的光功率在第一光纤中的功率值的变化。曲线1432用 于指示输入的lp21光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0271]
可见，在同一耦合区域内，第一光纤在输入光信号的激发下形成lp21光信号模式，耦 合区域内，lp21光信号模式的部分光功率耦合至第二光纤的lp21光信号模式中。
[0272]
该示例下针对该lp21光信号模式的分光比请参见图15中的图15c所示，其中，图15c为 本技术所提供的第三对光信号模式的第一输出光信号和第二输出光信号的第三种模场示 例图。
[0273]
图15c所示的模场1531为lp21光信号模式从第一输出端口输出的第一输出光信号的模 场示例图，模场1532为lp21光信号模式从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例 图。基于本场景所示的耦合区域，以使lp21光信号模式从第一输出端口输出的光功
率和 lp11光信号模式从第二输出端口输出的光功率的比值为96％：2％。
[0274]
可见，公平分配器的同一耦合区域，通过设置目标距离和目标长度的方式，能够实现 针对不同的光信号模式实现不等比例的分光，如上述示例所示的针对第一对光信号模式实 现的是20％：80％的分光，针对第二对光信号模式实现的是99％：1％的分光，针对第三对光 信号模式实现的是96％：2％的分光。
[0275]
实施例四
[0276]
在实施例二和实施例三中，功率分配器仅有一个输入端口输入光信号，而两个输出端 口均输出光信号为例，而在实施例四中，功率分配器仅有一个输入端口输入光信号，且仅 有一个输出端口输出光信号，即，本实施例所示的功率分配器实现的是单端口输入，单端 口输出。
[0277]
本实施例所示的功率分配器的结构可参见图16所示，图16为本技术所提供的功率分配 器在实施例四中的结构示例图。
[0278]
由图16所示可知，本实施例所示的功率分配器1600包括第一光纤1610和第二光纤 1620，所述第一光纤1610和所述第二光纤1620还形成耦合区域1630，对所述第一光纤1610、 第二光纤1620以及耦合区域1630的具体说明，请详见实施例一所示，具体在本实施例中不 做赘述，本实施例所示的各光纤的纤芯直径、纤芯折射率以及包层折射率的说明，请参见 实施例三所示，具体不做赘述。
[0279]
本实施例中，功率分配器仅有一个输入端口用于输入光信号，如图16所示为例，第一 光纤1610的第一输入端口1611用于接收光信号，而第二光纤1620的第二输入端口1621不用 于接收光信号，具体说明，请参见实施例二所示，具体不做赘述。
[0280]
功率分配器仅有一个输出端口用于输出光信号，如图16所示，第一光纤1610的第一输 出端口1612用于输出光信号，而第二光纤1620的第二输出端口1622不用于输出光信号，具 体地，可对该第二输出端口1622进行切割，对切割的说明，请参见实施例二所示的对第二 输入端口521进行切割的过程的说明，具体在本实施例中不做赘述。
[0281]
在其他示例中，也可由第一光纤1610的第一输出端口1612输出光信号，本实施例对输 出端口的说明仅为一种示例，不做限定。
[0282]
以下结合几个情况，对功率分配器进行光功率分配的过程进行说明：
[0283]
情况1：
[0284]
本情况所示以第一输入端口511输入的光信号的模式类型为lp11光信号模式为例进行 示例性说明，需明确的是，本示例对输入光信号的模式类型的说明为可选地示例，不做限 定，本技术对经由第一输入端口511输入至功率分配器中的光信号模式的模式类型以及数 量均不做限定，只要经由第一输入端口511输入的光信号，能够激发第一光纤510所支持的 全部或部分光信号模式即可，例如，经由该第一输入端口511输入的光信号的模式类型还 可为lp01光信号模式，又如，经由该第一输入端口511可输入多个光信号模式。
[0285]
本实施例所示的功率分配器用于对光信号模式的功率进行调节，例如，在输入光信号 经由第一输入端口1611输入至功率分配器，该输入光信号在第一光纤1610中激发出第一光 信号模式，在耦合区域内，该第一光信号模式的至少部分光功率耦合至第二光纤1620中的 第二光信号模式中，经由耦合区域进行光功率分配后，第一输出光信号经由第一输出端口 1612输出，而第二输出端口1622不会输出光信号，可见，本实施例所示可通过控
制耦合区 域的目标距离和/或目标长度的方式，改变第一光信号模式耦合至第二光信号模式的光功 率的大小，从而实现调节从第一输出端口1612输出的第一输出光信号的光功率大小的目 的。
[0286]
继续参见图6a、图6b和图6c所示可知，该示例以耦合区域的目标长度一定，如图6a所 示的目标长度为1.75cm，如图6b所示的目标长度为2.04cm，如图6c所示的目标长度为 2.28cm，则目标距离d的取值的不同，会使得输入的lp11光信号模式在耦合区域内，分配 至第一光纤中的光功率和分配至第二光纤中的光功率的取值不同，进而达到调节从第一输 出端口输出的第一输出光信号的光功率大小的目的，具体说明请参见实施例二所示，具体 在本实施例中不做赘述。
[0287]
该输入的光信号的模式类型为lp11，该lp11光信号模式还能够在第一光纤和第二光纤 中激发出其他模式类型的光信号，例如lp21光信号模式等，在第一光纤中传输的lp21光信 号模式和在第二光纤中传输的lp21光信号模式在耦合区域内进行光功率调节的过程的说 明，请详见上述所示的lp11光信号模式类型的光功率的分配过程的说明，具体不做赘述。
[0288]
可见，为实现调节从第一输出端口输出的第一输出光功率的大小的目的，则在目标距 离的取值一定的情况下，可通过调节目标长度的方式以实现，在目标长度一定的情况下， 可通过调节目标距离的方式以实现，即，本实施例所示的第一输出光功率的大小与目标距 离和目标长度中的至少一项相关，具体相关的说明，请详见实施例二所示，具体在本实施 例中不做赘述。
[0289]
情况2：
[0290]
情况1所示以第一输入端口输入的光信号的模式类型为lp11光信号模式为例，在情况2 中，以第一输入端口输入的光信号的模式类型有多个为例，例如，情况2所示的第一输入 端口输入的光信号模式为lp01、lp11以及lp21，需明确的是，本情况对输入至功率分配器 中的输入光信号所包括的光信号模式的类型的说明为可选地示例，不做限定。
[0291]
本实施例所示的功率分配器，在输入光信号的激发下形成三对光信号模式，对该三对 光信号模式的说明，请详见实施例二所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0292]
具体说明也可参见图9所示，本实施例所示为针对各对光信号模式，希望经由第一输 出端口输出的第一输出光信号的光功率，相对于经由第一输入端口输入的输入光信号的光 功率降低50％左右，则输入经由第一输入端口输入的各个光信号模式的光功率，能够有50％ 左右耦合至第二光纤中，因第二光纤的第二输出端口不输出光信号，则能够有效的保证输 入光信号的50％左右的光功率，从第一输出端口输出。
[0293]
为此，如图9a、图9b或图9c所示，该示例以耦合区域的目标长度为3cm为例，则可通 过调节目标距离d的方式，以保证经由第一输出端口输出的第一输出光信号的光功率，相 对于经由第一输入端口输入的输入光信号的光功率降低50％左右，具体说明，请详见实施 例二所示，具体不做赘述。
[0294]
可见，采用本实施例所示的功率分配器，在多个光信号模式经由第一输入端口输入至 功率分配器的情况下，可对每对光信号模式的光功率实现接近于50％：50％的分配。因第二 输出端口不对光信号进行输出，那么，本实施例所示的功率分配器所输出的光信号的光功 率，相对于输入至功率分配器的光信号的光功率得到了衰减，可见，本实施例所示
的功率 分配器能够实现对其所传输的多对光信号模式近似50％(也即3db)的光功率衰减功能。本 领域技术人员应该明白，本实施例中，用于进行光信号光功率衰减的功率分配器所衰减的 光功率的比例(即似50％)为一种可选地示例，不做限定。
[0295]
以下结合图17所示对本实施例所示的功率分配器所应用的通信系统进行说明，其中， 图17为本技术所提供的功率分配器所应用的通信系统的第二种结构示例图。
[0296]
本实施例所示的通信系统包括发送设备1701、掺铒光纤放大器(erbium doped fiberamplifier，edfa)1702、功率分配器1703以及接收设备1704，对所述发送设备1701以及 接收设备1704的具体说明，请参见图11所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0297]
本实施例中，发送设备1701所发出的光信号，经由edfa1702进行光功率的放大后， edfa1702将放大后的光信号经由第一输入端口输入至功率分配器1703，功率分配器1703对 该输入光信号进行光功率的衰减后，从第一输出端口输出。
[0298]
例如图13a所示，功率分配器1703从第一输入端口输入的lp01光信号模式衰减了从第 一输入端口输入的光功率的9％后，从第一输出端口输出，又如图13b所示，功率分配器1703 从第一输入端口输入的lp11光信号模式衰减了从第一输入端口输入的光功率的6％后，从第 一输出端口输出，又如图13c所示，功率分配器1703从第一输入端口输入的lp21光信号模 式衰减了从第一输入端口输入的光功率的9％后，从第一输出端口输出，具体光功率耦合的 说明，请详见实施例二中对图13的描述，具体在本实施例中不做赘述。
[0299]
可见，本实施例所示的光信号经过edfa1702进行光功率的放大之后，由于edfa1702的 模式增益差，光纤和光层器件相关损耗等各种原因，光纤中各个模式所得到的增益不尽相 同。因此，可以利用本实施例所示的功率分配器，对不同的光信号模式按需进行不同比例 的光功率均衡调节，从而整体上使得从功率分配器的第一输出端口输出的各个光信号模式 的光功率的分布变得平坦，有利于各个光信号模式的传输。
[0300]
实施例五
[0301]
在实施例二和实施例三中，功率分配器仅有一个输入端口输入光信号，而两个输出端 口均输出光信号为例，在实施例第四中，功率分配器仅有一个输入端口输入光信号，且仅 有一个输出端口输出光信号，而本实施例中，功率分配器所包括的两个输入端口均用于接 收输入光信号，且功率分配器所包括的两个输出端口均用于输出光信号，即，本实施例所 示的功率分配器实现的是双端口输入，双端口输出。
[0302]
本实施例所示的功率分配器的结构可参见图18所示，图18为本技术所提供的功率分配 器在实施例五中的结构示例图。
[0303]
由图18所示可知，本实施例所示的功率分配器1800包括第一光纤1810和第二光纤 1820，所述第一光纤1810和所述第二光纤1820还形成耦合区域1830，对所述第一光纤1810、 第二光纤1820以及耦合区域1830的具体说明，请详见实施例一所示，具体在本实施例中不 做赘述，本实施例所示的各光纤的纤芯直径、纤芯折射率以及包层折射率的说明，请参见 实施例三所示，具体不做赘述。
[0304]
本实施例中，功率分配器1800所包括的第一输入端口1811和第二输入端口1821均用于 接收光信号，功率分配器1800所包括的第一输出端口1812和第二输出端口1822均用于输出 光信号。
[0305]
以下结合几个情况，对功率分配器进行光功率分配的过程进行说明：
[0306]
情况1：
[0307]
本情况所示以第一输入端口所输入的光信号的模式类型和第二输入端口所输入的光 信号的模式类型相同为例，具体地，本情况以第一输入端口和第二输入端口均输入lp11光 信号模式为例进行示例性说明。需明确的是，本示例对输入光信号的模式类型的说明为可 选地示例，不做限定，例如，经由该第一输入端口以及该第二输入端口输入的光信号的模 式类型还可为lp01光信号模式。
[0308]
具体地，本情况以第一输入端口所输入的第一输入光信号的第一输入光功率和第二输 入端口所输入的第二输入光信号的第二输入光功率不同为例进行示例性说明：
[0309]
例如，对第一输入端口所输入的第一输入光信号和对第二输入端口所输入的第二输入 光信号进行归一化数值处理，例如，对第一输入光功率和第二输入光功率进行求和以得到 目标数值，则归一化数值处理后的第一输入光功率p1的取值等于第一输入光功率和目标数 值的比值，归一化数值处理后的第二输入光功率p2的取值等于第二输入光功率和目标数值 的比值。
[0310]
针对p1和p2，本情况所示的具体示例为，第一输入端口输入的第一输入光信号的p1为 0.8(80％)，而第二输入端口输入的第二输入光信号的p2为0.2(20％)，可见，p1和p2的 光功率的总和为1(100％)。
[0311]
需明确的是，本情况对经由第一输入端口输入至功率分配器中的光信号模式的模式类 型以及光功率大小，以及对经由第二输入端口输入至功率分配器中的光信号模式的模式类 型以及光功率大小均不做限定，只要经由第一输入端口输入的光信号，能够激发第一光纤 所支持的全部或部分光信号模式，而且经由第二输入端口输入的光信号，能够激发第二光 纤所支持的全部或部分光信号模式即可，例如，经由该第一输入端口输入的光信号的模式 类型以及经过第二输入端口输入的光信号的模式类型还可为lp01光信号模式。
[0312]
由图19中的图19a所示可知，图19a为本技术所提供功率分配器对第一输入光信号和第 二输入光信号进行功率分配的第四种仿真示例图，该示例以耦合区域的目标长度为l6cm为 例，图19a所示的坐标系的说明，请参见6a所示，具体不做赘述。
[0313]
在图19a所示的曲线1911用于指示第一光纤所传输的lp11光信号模式的第一输入光功 率在第一光纤中的功率值的变化，曲线1912用于指示第二光纤所传输的lp11光信号模式的 第二输入光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0314]
即第一光纤所传输的第一光信号模式和第二光纤所传输的第二光信号模式，会在耦合 区域内发生耦合，通过控制耦合区域的目标距离和目标长度中的至少一项，即可控制从第 一输出端口输出的光信号的功率值以及从第二输出端口输出的光信号的功率值。
[0315]
在目标长度l6＝2.75cm，且目标距离d6＝5um的情况下，第一光纤所传输的第一光信号 模式在耦合区域内向第二光信号模式耦合光功率，第二光纤所传输的第二光信号模式在耦 合区域内向第一光信号模式耦合光功率，且在该示例下，从第一输出端口输出的第一输出 光信号的第一输出光功率和从第二输出端口输出的第二输出光信号的第二输出光功率的 比值为36％:64％，具体参见图19中的图19b所示，其中，图19b为本技术所提供的第一输出 光信号和第二输出光信号的第四种模场示例图。
[0316]
图19b所示的模场1921为从第一输出端口输出的第一输出光信号的模场示例图，模场 1922为从第二输出端口输出的第二输出光信号的模场示例图。可见，在耦合区域的目
标长 度为l6cm且目标距离为d6的情况下，第一输出端口输出的第一输出光功率和第二输出端口 输出的第二输出光功率的比值为36％:64％。
[0317]
本实施例所示的第一输出光信号的第一输出光功率和第二输出光信号的第二输出光 功率之间的比值，与耦合区域的目标长度和目标距离中的至少一项相关，具体说明请参见 实施例二所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0318]
本实施例中，第一输出光功率和第二输出光功率的比值，还可与第一输入光信号的第 一输入光功率和第二输入光信号的第二输入光功率比值相关，即可通过调节第一输入光功 率的大小和/或调节第二输入光功率的大小的方式，以调节第一输出光功率以及第二输出 光功率的大小。
[0319]
本实施例对第一输入光功率和第二输入光功率的具体取值不做限定，但是，本实施例 所示的第一输入光功率和第二输入光功率的取值不能相同。
[0320]
例如，对第一输入光功率和第二输入光功率进行归一化数值处理，在第一输入光功率 和第二输入光功率相等的情况下，则第一输入端口接收lp11光信号模式且第一输入光功率 为0.5(50％)，第二输入端口接收lp11光信号模式且第二输入光功率为0.5(50％)。
[0321]
由图20中的图20a所示可知，图20a为本技术所提供的功率分配器对第一输入光信号和 第二输入光信号进行功率分配的第五种仿真示例图，由图20a所示可知，用于表示第一光 纤所传输的lp11光信号模式的第一输入光功率在第一光纤中的功率值的变化的曲线，与用 于表示第二光纤所传输的lp11光信号模式的第二输入光功率在第二光纤中的功率值的变 化的曲线重合。
[0322]
可见，由于第一输入光功率和第二输入光功率的大小相等，而且在第一光纤传输的 lp11光信号模式和在第二光纤传输的lp11光信号模式，经由同一耦合区域互相耦合，所以， lp11光信号模式在第一光纤中的光功率和lp11光信号模式在第二光纤中光功率处处相等， 此示例下，从第一输出端口输出的第一输出光信号的第一输出光功率和从第二输出端口输 出的第二输出功率的比值为50％：50％，具体参见图20中的图20b所示，其中，图20b为本申 请所提供的第一输出光信号和第二输出光信号的第五种模场示例图。
[0323]
可见，在第一输入信号和第二输入光信号的模式类型且光功率大小相等的情况下，耦 合区域无法实现对第一输出光信号的光功率和第二输出光信号的光功率的大小进行调节 的目的，所以，采用本实施例所示的功率分配器，在第一输入光信号和第二输入光信号的 模式类型相同的情况下，需要保证第一输入光信号的第一输入光功率和第二输入光信号的 第二输入光功率的大小不同。
[0324]
需明确的是，经由第一输入端口输入的第一输入光信号还可在第一光纤中激发出其他 类型的光信号模式，例如lp21，经由第二输入端口输入的第二输入光信号也可在第二光纤 中激发出其他类型的光信号模式，例如lp21，则第一光纤所传输的lp21光信号模式和第二 光纤所传输的lp21光信号模式可在耦合区域内进行光功率的分配，具体过程请参见上述第 一光纤所传输的lp01光信号模式和第二光纤所传输的lp01光信号模式在耦合区域内进行 光功率的分配的过程，具体不做赘述。
[0325]
情况2：
[0326]
本情况所示以第一输入端口所输出的光信号的模式类型和第二输入端口所输入的光 信号的模式类型不相同为例，例如，第一输入端口输入的第一光信号的模式类型为
lp01光 信号模式，第二输入端口输入的第二光信号的模式类型为lp11光信号模式。
[0327]
具体地，本情况对第一输入光信号的第一光功率和第二输入光信号的第二光功率进行 归一化数值处理，具体过程的说明请参见上述情况1所示，具体不做赘述。
[0328]
本情况以归一化数值处理后的第一输入光功率为p1，p1为0.8(80％)，归一化数值处 理后的第二输入光功率为p2，p2为0.2(20％)，可见，p1和p2的光功率的总和为1(100％)。
[0329]
由图21中的图21a所示可知，图21a为本技术所提供功率分配器对第一输入光信号和第 二输入光信号进行功率分配的第六种仿真示例图。
[0330]
在图21a所示的曲线2101用于指示第一光纤所传输的lp01光信号模式的光功率在第一 光纤中的功率值的变化，曲线2102用于指示第二光纤所传输的lp11光信号模式的光功率在 第二光纤中的功率值的变化。
[0331]
本实施例中，在耦合区域内，第一光纤所传输的lp01光信号模式，在第二光纤中激发 出lp01光信号模式，且第一光纤所传输的lp01光信号模式向第二光纤分配部分光功率至第 二光纤所传输的lp01光信号模式，图21a所示的曲线2103用于指示第二光纤所传输的lp01 光信号模式的光功率在第二光纤中的功率值的变化。
[0332]
在耦合区域内，第二光纤所传输的lp11光信号模式，在第一光纤中激发出lp11光信号 模式，且第二光纤所传输的lp11光信号模式向第一光纤分配部分光功率至第一光纤所传输 的lp11光信号模式，图21a所示的曲线2104用于指示第一光纤所传输的lp11光信号模式的 光功率在第一光纤中的功率值的变化。
[0333]
可见，经由耦合区域内的耦合，第一输出端口所输出的第一输出光信号包括lp01光信 号模式和lp11光信号模式，第二输出端口所输出的第二输出光信号也包括lp01光信号模式 和lp11光信号模式。
[0334]
本实施例中，可通过控制耦合区域的目标距离和目标长度中的至少一项，以控制第一 输出光信号的第一输出光功率以及第二输出光信号的第二输出光功率的大小，具体如图21 中的图21b所示，其中，图21b为本技术所提供的第一输出光信号和第二输出光信号的第六 种模场示例图。
[0335]
可见，本实施例通过控制耦合区域的目标距离和目标长度中的至少一项的方式，以实 现对第一输出光信号的第一输出光功率和第二输出光信号的第二输出光功率的大小进行 调节的目的，例如，图21b所示的模场2121为第一输出光功率的模场示例图，模场2122为 第二输出光功率的模场示例图，可见，调节后的第一输出光功率和第二输出光功率的比值 可为42％：58％。
[0336]
情况3：
[0337]
本情况所示以第一输入端口输入的第一输入光信号包括多个光信号模式，第二输入端 口输入的第二输入光信号包括多个光信号模式，且第一输入光信号所包括的多个光信号模 式的模式类型与第二输入光信号所包括的多个光信号模式的模式类型相同。例如，第一输 入光信号包括lp01光信号模式和lp11光信号模式，第二输入光信号包括lp01光信号模式和 lp11光信号模式。
[0338]
需明确的是，本情况对第一输入端口所接收的光信号模式和第二输入端口所接收的光 信号模式的说明为可选地示例，不做限定。
[0339]
本情况以第一输入光信号所包括的lp01光信号模式的光功率和第二输入光信号所包 括的lp01光信号模式的光功率不同，且所述第二输入光信号所包括的lp11光信号模式的光 功率和第二输入光信号所包括的lp11光信号模式的光功率不同，所述第一输入光信号所包 括的lp01光信号模式的光功率在所述第一输入光信号的总光功率所占的比例和所述第二 输入光信号所包括的lp01光信号模式的光功率在所述第二输入光信号的总光功率所占的 比例相同，所述第一输入光信号所包括的lp11光信号模式的光功率在所述第一输入光信号 的总光功率所占的比例和所述第二输入光信号所包括的lp11光信号模式的光功率在所述 第二输入光信号的总光功率所占的比例相同为例进行示例性说明。
[0340]
为便于描述，以下分别对第一输入光信号和第二输入光信号进行归一化数值处理，具 体说明如下：
[0341]
针对第一输入端口，对第一输入光信号所包括的lp01光信号模式的光功率和lp11光信 号模式的光功率进行求和以得到第一目标数值，则归一化数值处理后的lp01光信号模式的 光功率的取值等于lp01光信号模式的光功率和第一目标数值的比值，例如，归一化数值处 理后的lp01光信号模式的光功率为0.8(80％)，归一化数值处理后的lp11光信号模式的光 功率的取值等于lp11光信号模式的光功率和第一目标数值的比值，例如，归一化数值处理 后的lp11光信号模式的光功率为0.2(20％)。
[0342]
针对第二输入端口的第二输入光信号进行归一化数值处理的过程，请参见对第一输入 端口的第一输入光信号进行归一化数值处理的过程，具体不做赘述，本示例中，第二输入 光信号中，归一化数值处理后的lp01光信号模式的光功率为0.8(80％)，归一化数值处理 后的lp11光信号模式的光功率为0.2(20％)。
[0343]
第一输入光信号和第二输入光信号会在耦合区域内进行光功率的分配，即第一对光信 号模式会在耦合区域内进行光功率的分配，其中，该第一对光信号模式包括第一输入光信 号所包括的lp01光信号模式和第二输入光信号所包括的lp01光信号模式，第一对光信号模 式在耦合区域内进行光功率的分配的具体过程的说明，请参见上述情况1所示，具体不做 赘述。
[0344]
本情况以所示以所述第一输入光信号所包括的lp01光信号模式的光功率在所述第一 输入光信号的总光功率所占的比例和所述第二输入光信号所包括的lp01光信号模式的光 功率在所述第二输入光信号的总光功率所占的比例相同为例，在其他示例中，所述第一输 入光信号所包括的lp01光信号模式的光功率在所述第一输入光信号的总光功率所占的比 例和所述第二输入光信号所包括的lp01光信号模式的光功率在所述第二输入光信号的总 光功率所占的比例也可不同，只要成对的lp01光信号模式的光功率在耦合区域内的分配与 耦合区域的目标长度和/或目标距离相关即可。
[0345]
同样的，实施例以所示以所述第一输入光信号所包括的lp11光信号模式的光功率在所 述第一输入光信号的总光功率所占的比例和所述第二输入光信号所包括的lp11光信号模 式的光功率在所述第二输入光信号的总光功率所占的比例相同为例，在其他示例中，所述 第一输入光信号所包括的lp11光信号模式的光功率在所述第一输入光信号的总光功率所 占的比例和所述第二输入光信号所包括的lp11光信号模式的光功率在所述第二输入光信 号的总光功率所占的比例也可不同，只要成对的lp11光信号模式的光功率在耦合区域内的 分配与耦合区域的目标长度和/或目标距离相关即可。
[0346]
本情况中，在第一输入信号所包括的lp01光信号模式的光功率和第二输入信号所包括 的lp01光信号模式的光功率大小相等的情况下，耦合区域无法实现对lp01光信号模式的光 功率的大小进行调节的目的，在第一输入信号所包括的lp11光信号模式的光功率和第二输 入信号所包括的lp11光信号模式的光功率大小相等的情况下，耦合区域无法实现对lp11光 信号模式的光功率的大小进行调节的目的，具体说明请参见上述图20所示，具体不做赘述。 可见，采用本情况所示的功率分配器，为实现对从第一输出端口和/或第二输出端口所输 出的lp01光信号模式的光功率的大小的目的，则需要lp01光信号模式的光功率在第一输入 光信号中的光功率和在第二输入光信号中的光功率大小不同，同样的，为实现对从第一输 出端口和/或第二输出端口所输出的lp11光信号模式的光功率的大小的目的，则需要lp11 光信号模式的光功率在第一输入光信号中的光功率和在第二输入光信号中的光功率大小 不同。
[0347]
情况4：
[0348]
本情况所示以第一输入端口输入的第一输入光信号包括多个光信号模式，第二输入端 口输入的第二输入光信号包括多个光信号模式，且第一输入光信号所包括的多个光信号模 式的模式类型与第二输入光信号所包括的多个光信号模式的模式类型部分相同或全部不 同。例如，第一输入光信号包括lp01光信号模式和lp11光信号模式，第二输入光信号包括 lp01光信号模式和lp21光信号模式。
[0349]
需明确的是，本情况对第一输入端口所接收的光信号模式和第二输入端口所接收的光 信号模式的说明为可选地示例，不做限定。
[0350]
本情况对分别对第一输入光信号和第二输入光信号进行归一化数值处理，具体归一化 数值处理的过程，请参见上述情况3所示，具体不做赘述。
[0351]
本示例中，第一输入光信号中，归一化数值处理后的lp01光信号模式的光功率为0.8 (80％)，归一化数值处理后的lp11光信号模式的光功率为0.2(20％)。第二输入光信号 中，归一化数值处理后的lp01光信号模式的光功率为0.8(80％)，归一化数值处理后的lp21 光信号模式的光功率为0.2(20％)
[0352]
第一输入光信号和第二输入光信号会在耦合区域内进行光功率的分配，针对lp01光信 号模式，因第一输入光信号和第二输入光信号均包括lp01光信号模式，则在耦合区域内， 第一光纤所传输的lp01光信号模式和第二光纤所传输的lp01光信号模式的光功率会进行 分配，具体过程请参见情况3所示，具体不做赘述。
[0353]
针对lp11光信号模式，因仅第一输入光信号包括该lp11光信号模式，则第一光纤所传 输的lp11光信号模式，会在耦合区域向第二光纤分配至少部分光功率，从而激发第二光纤 所支持的lp11光信号模式。
[0354]
针对lp21光信号模式，因仅第二输入光信号包括该lp21光信号模式，则第二光纤所传 输的lp21光信号模式，会在耦合区域内向第一光纤分配至少部分光功率，从而激发第一光 纤所支持的lp21光信号模式。
[0355]
可见，经由耦合区域内的光功率的分配，则导致第一输出端口所输出的第一输出光信 号包括lp01光信号模式、lp11光信号模式以及lp21光信号模式，同样的，第人输出端口所 输出的第二输出光信号包括lp01光信号模式、lp11光信号模式以及lp21光信号模式。
[0356]
其中，第一输出端口所输出的光功率的大小和第二输出端口所输出的光功率的大
小， 均和耦合区域的目标长度和/或目标距离相关，具体说明请详见情况3所示，具体不做赘述。
[0357]
本情况以所示的各个光信号模式在各个输入光信号中所占的比例的说明为可选地示 例，具体不做限定，只要各个输出端口所输出的光功率的大小与目标长度和/或目标距离 相关即可。
[0358]
实施例六
[0359]
本实施例中，以功率分配器仅有一个输出端口输出光信号，而两个输入端口均输入光 信号为例，即，本实施例所示的功率分配器实现的是双端口输入，单端口输出。
[0360]
本实施例所示的功率分配器的结构可参见图22所示，图22为本技术所提供的功率分配 器在实施例六中的结构示例图。
[0361]
由图22所示可知，本实施例所示的功率分配器2200包括第一光纤2210和第二光纤 2220，所述第一光纤2210和所述第二光纤2220还形成耦合区域2230，对所述第一光纤2210、 第二光纤2220以及耦合区域2230的具体说明，请详见实施例一所示，具体在本实施例中不 做赘述，本实施例所示的各光纤的纤芯直径、纤芯折射率以及包层折射率的说明，请参见 实施例三所示，具体不做赘述。
[0362]
本实施例中，功率分配器仅有一个输出端口用于输出光信号，如图22所示为例，第一 光纤2210的第一输出端口2212用于输出光信号，而第二光纤2220的第二输出端口2222不用 于输出光信号，具体地，本实施例可对第二输出端口2222进行切割，对切割的说明，请参 见实施例二所示的对第二输入端口521进行切割的过程的说明，具体在本实施例中不做赘 述。
[0363]
在其他示例中，也可由第二光纤的第二输出端口2222输出光信号，而第一光纤2210的 第一输出端口2212不用于输出光信号，具体在本实施例中不做限定。
[0364]
本实施例所示的第一输入端口所输入的第一输入光信号以及第二输入端口所输入的 第二输入端口的说明，以及第一输入光信号和第二输入光信号在耦合区域内进行光功率的 分配，具体分配过程的说明，请详见实施例五所示的情况1至情况4中的任一情况所示，具 体在本实施例中不做赘述。
[0365]
可见，本实施例所示可通过调节耦合区域的目标长度和/或目标距离的方式，以调节 从第一输出端口2212所输出的光功率的大小，具体说明，请参见实施例五所示，具体在本 实施例中不做赘述。
[0366]
本实施例所示因仅有第一输出端口能够输出光信号，则本实施例所示的功率分配器还 能够实现光信号模式的复用功率；
[0367]
例如，所述第一输入端口2211输入lp01光信号模式，第二输入端口2221输入lp11光信 号模式，本示例对第一输入端口2211和第二输入端口2221所输入的光信号的模式类型的说 明为可选地示例，不做限定，只要所述第一输入端口2211和第二输入端口2221所输入的光 信号的模式类型不同即可。
[0368]
本实施例可通过控制耦合区域的目标长度和/或目标长度的方式，以将第二光纤2220 所传输的lp11光信号模式的至少部分光功率耦合至第一光纤2210中，可见，此种示例下， 从第一输出端口2212所输出的光信号包括lp01光信号模式和lp11光信号模式，以实现光信 号模式的复用。
[0369]
实施例七
[0370]
实施例一至实施例六，以功率分配器所包括的两个传输介质为第一光纤和第二光纤为 例，本实施例以功率分配器所包括的两个传输介质为第一波导和第二波导为例进行示例性 说明：
[0371]
如图23所示，其中，图23为本技术所提供的功率分配器在实施例七中的结构示例图。
[0372]
本实施例所示的功率分配器2300包括第一波导2310和第二波导2320。该第一波导2310 支持n个光信号模式，第二波导2320能够支持m个光信号模式，对第一波导2310支持n个光 信号模式以及第二波导2320能够支持m个光信号模式的具体说明，请参见实施例一所示的 第一光纤支持的n个光信号模式以及第二光纤支持的m个光信号模式的说明，具体不做赘 述。
[0373]
所述第一波导2310具有第一输入端口2311和第一输出端口2312，具体说明请详见实施 例一所示的第一光纤所具有的第一输入端口和第一输出端口的说明，具体不做赘述。
[0374]
所述第二波导2320具有第二输入端口2321和第二输出端口2322，具体说明请详见实施 例一所示的第二光纤所具有的第二输入端口和第二输出端口的说明，具体不做赘述。
[0375]
本实施例所示的功率分配器包括耦合区域2330，具体地，为形成耦合区域330，则将 第一波导2310和第二波导2320相互靠近，相互靠近的所述第一波导2310和第二波导2320形 成耦合区域2330。其中，位于所述耦合区域2330内的所述第一波导2310和第二波导2320在 第一方向340上的间距小于或等于目标距离d，所述耦合区域2330在第二方向350上具有目 标长度l，对目标距离d、目标长度l、第一方向340以及第二方向350的具体说明，请参见 实施例一所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0376]
本实施例所示的功率分配器支持多对光信号模式，所述多对光信号模式中的一对光信 号模式包括第一光信号模式和第二光信号模式，所述第一光信号模式为所述第一波导2310 所支持的多个光信号模式中的一个，所述第二光信号模式为所述第二波导2320所支持的多 个光信号模式中的一个，耦合的过程的说明，请参见上述实施例一至实施例六任一项所示， 具体在本实施例中不做赘述。
[0377]
实施例八
[0378]
本实施例对功率分配器所包括的第一传输介质和第二传输介质的空间位置关系进行 说明，本实施例所示的第一传输介质和第二传输介质可为实施例一至实施例六任一项所示 的第一光纤和第二光纤，所述第一传输介质和第二传输介质可为实施例七所示的第一波导 和第二波导，本实施例以第一传输介质为第一光纤，以第二传输介质为第二光纤为例进行 示例性说明：
[0379]
本实施例所示的第一光纤和第二光纤的空间位置关系可参见下述几种可选的空间位 置关系所示：
[0380]
关系1：
[0381]
以图3所示为例，所述第一传输介质和所述第二传输介质位于同一平面内。
[0382]
关系2：
[0383]
所述第一光纤位于第一平面内，所述第二光纤位于第二平面内，所述第一平面和所述 第二平面相交，所述耦合区域为所述第一平面和所述第二平面相交的区域。
[0384]
本实施例对所述第一平面和第二平面之间所呈的夹角的角度不做限定，只要基于该夹 角所形成的耦合区域能够实现第一输入光信号和第二输入光信号之间光功率的分配即可。
[0385]
实施例九
[0386]
在实施例一至实施例八中，以功率分配器包括两个传输介质为例进行示例性说明，本 实施例所示以功率分配器包括三个或三个以上的传输介质为例进行示例性说明：
[0387]
如图24所示，该功率分配器2400包括第一光纤2410和第二光纤2420，对第一光纤2410 和第二光纤2420的具体说明，请详见实施例一所示，具体在本实施例中不做赘述。
[0388]
本实施例以第一光纤2410和第二光纤2420位于同一平面内为例进行示例性说明，在其 他示例中，所述第一光纤2410所位于的平面和第二光纤2420所位于的平面可相交，具体说 明，请详见实施例八所示，具体不做赘述。
[0389]
本实施例所示的功率分配器还包括第三光纤2430，所述第三光纤2430靠近第一光纤 2410的区域形成耦合区域，第一光纤2410和第三光纤2430之间所形成的耦合区域的说明， 请详见上述实施例所示的第一光纤2410和第二光纤2420之间所形成的耦合区域的说明，具 体在本实施例中不做赘述，只要所述第三光纤3430所传输的光信号模式和第一光纤2410所 传输的光信号模式，能够相互耦合即可。
[0390]
在其他实施例中，功率分配器还可包括第四光纤，所述第四光纤靠近第二光纤的位置 形成耦合区域，对该耦合区域的具体说明，请参见第一光纤2410和第二光纤2420之间所形 成的耦合区域的说明，具体不做赘述。
[0391]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前 述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对 前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而 这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。