光纤转换器及其制备方法、光传输装置与流程

本技术涉及通信，特别涉及一种光纤转换器及其制备方法、光传输装置。

背景技术：

1、多芯光纤是光传输系统的基本组成部分，主要用于传输光信号。在光传输系统中，存在很多需要将两根具有不同芯间距的多芯光纤进行连接的场景，例如，将传输光纤和光功能器件连接等。

技术实现思路

1、本技术提供了一种光纤转换器及其制备方法、光传输装置，可用于连接两根具有不同芯间距的多芯光纤且提高被连接的多芯光纤之间的耦合度。

2、第一方面，提供了一种光纤转换器。该光纤转换器包括第一光纤段、第二光纤段、第一拉锥段和第二拉锥段。所述第一光纤段包括n根第一纤芯和第一包层，所述第二光纤段包括n根第二纤芯和第二包层，其中，n为整数且n大于1。即第一光纤段和第二光纤段均为多芯光纤。所述n根第一纤芯的排列方式与所述n根第二纤芯的排列方式相同，且所述第一光纤的第一芯间距与所述第二光纤的第二芯间距不同。所述第一光纤的一端与所述第一拉锥段的小端连接，所述第一拉锥段的大端与所述第二拉锥段的大端连接，所述第二拉锥段的小端与所述第二光纤的一端连接。

3、在本技术实施例中，第一光纤段和第一拉锥段由第一光纤反向拉锥得到，第二光纤段和第二拉锥段由第二光纤反向拉锥得到。在反向拉锥过程中，被拉锥处光纤的芯间距、纤芯的直径和包层的直径等比增大，从而形成拉锥段，而与拉锥段的小端连接的光纤则为光纤段。

4、由于第一光纤段与第一拉锥段的小端连接，所以可以通过第一拉锥段将第一光纤段的芯间距和纤芯直径增大，同时保持纤芯的排列方式不变。又由于第二光纤段与第二拉锥段的小端连接，所以可以通过第二拉锥段将第二光纤段的第二芯间距和纤芯直径增大，同时保持纤芯的排列方式不变。在第一光纤段中n根第一纤芯的排列方式与第二光纤段中n根第二纤芯的排列方式相同的情况下，第一拉锥段中纤芯的排列方式和第二拉锥段中的纤芯的排列方式仍然相同。这样，当第一拉锥段的大端与第二拉锥段的大端连接时，第一拉锥段中的n根纤芯与第二拉锥段中的n根纤芯能够一一对应连接。

5、并且，由于第一拉锥段的大端的纤芯直径大于第一光纤段的纤芯直径，而第二拉锥段的大端的纤芯直径大于第二光纤段的纤芯直径，使得第一拉锥段的大端的模场直径和第二拉锥段的大端的模场直径较大。在将第一拉锥段的大端和第二拉锥段的大端连接时，大模场直径对纤芯对准偏差的容忍度更大，即在纤芯对准偏差量一定的情况下，模场直径越大，光的衰减越低。因此，在由加工工艺带来的纤芯对准偏差量相近的情况下，大模场直径有利于提高多芯光纤之间的耦合度。

6、在本技术中，第一拉锥段的大端中的芯间距和包层直径的比值等于第一芯间距和第一包层的直径的比值，第二拉锥段的大端中的芯间距和包层直径的比值等于第二芯间距和第二包层的直径的比值。

7、在第一种可能的实施方式中，第一芯间距和第一包层的直径的比值、第二芯间距和第二包层的直径的比值、第一拉锥段的大端中的芯间距与第一拉锥段的大端中的包层的比值以及第二拉锥段的大端中的芯间距与第二拉锥段的大端中的包层的比值均相等。通过反向拉锥处理，可以直接得到具有所需要的芯间距和包层直径的第一拉锥段和第二拉锥段，制作方式简单。

8、在第二种可能的实施方式中，第一芯间距和第一包层的直径的比值小于第二芯间距和第二包层的直径的比值，通过反向拉锥处理，无法既得到具有所需要的芯间距和包层直径的第一拉锥段，又得到具有所需要的芯间距和包层直径的第二拉锥段。

9、在一些示例中，可以通过在第一光纤段和第一拉锥段的小端之间设置过渡段来增大第一光纤段中第一芯间距和第一包层的直径的比值，使得通过对过渡段进行反向拉锥处理，即可得到具有所需要的芯间距和包层直径的第一拉锥段。所述过渡段包括n根第三纤芯和第三包层，所述n根第三纤芯与所述n根第一纤芯一一对应同轴连接，所述第三包层的直径小于所述第一包层的直径。这里，相连的第一纤芯和第三纤芯为同一根多芯光纤中的同一根纤芯。其中，所述过渡段的第三芯间距与所述第三包层的直径的比值、所述第二芯间距与所述第二包层的直径的比值、所述第一拉锥段的大端中的芯间距与所述第一拉锥段的大端中的包层的比值、以及所述第二拉锥段的大端中的芯间距与所述第二拉锥段的大端中的包层的比值均相等

10、在另一些示例中，可以先对第一光纤进行拉锥处理，得到具有所需要的纤芯距，但包层直径大于所需要的包层直径的拉锥段，然后再去除该拉锥段的大端的部分包层，使得拉锥段的大端的包层直径为所需要的包层直径。这样，同样可以使第一拉锥段的大端中的芯间距与与包层的比值等于所述第二芯间距与所述第二包层的直径的比值。这种情况下，所述第一拉锥段的大端中的芯间距与所述第一拉锥段的大端中的包层的比值、所述第二拉锥段的大端中的芯间距与所述第二拉锥段的大端中的包层的比值、以及所述第二芯间距与所述第二包层的直径的比值均相等

11、可选地，所述第一拉锥段包括第一锥形区和第一柱形区，所述第二拉锥段包括第二锥形区和第二柱形区，所述第一锥形区、所述第一柱形区、所述第二柱形区和所述第二锥形区依次连接。所述第一柱形区中包层的直径等于所述第二柱形区中包层的直径，且所述第一柱形区中纤芯的直径等于所述第二柱形区中纤芯的直径。这样，在连接第一拉锥段的大端和第二拉锥段的大端时，两者之间的对准程度高，有利于光信号的耦合。

12、在一些示例中，在反向拉锥处理得到第一拉锥段之后，第一拉锥段的大端中纤芯的直径小于第二拉锥段的大端中纤芯的直径，相应的，第一拉锥段的大端中的模场直径小于第二拉锥段的大端中的模场直径。此时，需要对第一拉锥段的大端中的纤芯进行扩芯处理(例如热扩芯处理)，以便于与第二拉锥段的大端对准连接。因此，所述第一柱形区中的模场直径大于所述第一锥形区中的最大模场直径，且所述第二柱形区中的模场直径等于所述第二锥形区中的最大模场直径。

13、在另一些示例中，在反向拉锥处理得到第二拉锥段之后，第二拉锥段的大端中纤芯的直径小于第一拉锥段的大端中纤芯的直径，相应的，第二拉锥段的大端中的模场直径小于第一拉锥段的大端中的模场直径。此时，需要对第二拉锥段的大端中的纤芯进行扩芯处理(例如热扩芯处理)，以便于与第一拉锥段的大端对准连接。因此，所述第一柱形区中的模场直径等于所述第一锥形区中的最大模场直径，且所述第二柱形区中的模场直径大于所述第二锥形区中的最大模场直径。

14、在又一些示例中，反向拉锥处理得到第一拉锥段和第二拉锥段之后，第一拉锥段的大端的模场直径等于第二拉锥段的大端中的模场直径。这种情况下，无需对第一拉锥段和第二拉锥段中的纤芯进行扩芯处理。这种情况下，所述第一柱形区中的模场直径等于所述第一锥形区中的最大模场直径，且所述第二柱形区中的模场直径大于所述第二锥形区中的最大模场直径。

15、在一些示例中，第一光纤段的至少部分区域还包括第一涂覆层，所述第一涂覆层包覆在第一包层外。第二光纤段的至少部分区域还包括第二涂覆层，所述第二涂覆层包覆在第二包层外。

16、第二方面，提供了一种光传输装置。该光传输装置包括第一光器件、光纤转换器和第二光器件，所述光纤转换器为如第一方面提供的任一种光纤转换器。所述光纤转换器的第一光纤段的另一端与所述第一光器件连接，所述光纤转换器的第二光纤段的另一端与所述第二光器件连接。

17、在一些示例中，所述第一光器件为传输光纤，所述第二光器件为光功能器件。在另一些示例中，所述第一光器件为光功能器件，所述第二光器件为传输光纤。在又一些示例中，所述第一光器件和所述第二光器件均为传输光纤。

18、可选地，所述光功能器件为以下任一种：光放大器、光隔离器、合波器、扇入扇出器和增益平坦滤波器。

19、第三方面，提供了一种光纤转换器的制备方法。该制备方法包括：对第一光纤进行反向拉锥处理，得到第一光纤段和第一拉锥段，所述第一光纤段的一端与所述第一拉锥段的小端连接，所述第一光纤段包括n根第一纤芯，其中，n为整数且n大于1；对第二光纤进行反向拉锥处理，得到第二光纤段和第二拉锥段，所述第二光纤段的一端与所述第二拉锥段的小端连接，所述第二光纤段包括n根第二纤芯，所述n根第一纤芯的排列方式与所述n根第二纤芯的排列方式相同，且所述第一光纤段的第一芯间距与所述第二光纤段的第二芯间距不同；将所述第一拉锥段的大端和所述第二拉锥段的大端连接，使得所述第一拉锥段中的n根纤芯和所述第二拉锥段中的n根纤芯一一对应连接。

20、当所述第一芯间距与所述第一包层的直径的比值小于所述第二芯间距与所述第二包层的直径的比值时，所述制备方法还包括：在所述对第一光纤进行反向拉锥处理之前，去除所述第一光纤的部分区域中的部分包层，形成过渡段，使得所述过渡段包括第三包层和n根第三纤芯，所述第三包层的直径小于所述第一包层的直径，所述n根第三纤芯与所述n根第一纤芯一一对应同轴连接，所述过渡段的第三芯间距与所述第三包层的直径的比值等于所述第二芯间距与所述第二包层的直径的比值。或者，所述制备方法还包括：在对所述第一光纤进行反向拉锥处理之后，去除所述第一拉锥段的大端外的部分包层，使得所述第一拉锥段的大端中的芯间距与所述第一拉锥段的大端中的包层的比值等于所述第二芯间距与所述第二包层的直径的比值。

21、当所述第一拉锥段包括第一锥形区和第一柱形区，所述第二拉锥段包括第二锥形区和第二柱形区，且所述第一锥形区、所述第一柱形区、所述第二柱形区和所述第二锥形区依次连接时，所述制备方法还包括：对所述第一柱形区中的纤芯进行扩芯处理，使得所述第一柱形区中的模场直径大于所述第一锥形区中的最大模场直径，且所述第一柱形区中的模场直径等于所述第二柱形区中的模场直径；或者，对所述第二柱形区中的纤芯进行扩芯处理，使得所述第二柱形区中的模场直径大于所述第二锥形区中的最大模场直径，且所述第一柱形区中的模场直径等于所述第二柱形区中的模场直径。

22、在前述第一方面和第三方面中，n的取值范围可以为2～20。例如，4、6或者7等。

23、可选地，在前述第一方面和第三方面中，第一纤芯可以为纯硅纤芯(即非掺杂的石英玻璃纤芯)或者掺杂的石英玻璃纤芯；第二纤芯可以为纯硅纤芯或者掺杂的石英玻璃纤芯。第一纤芯和第二纤芯的材料可以相同或者不同。掺杂的石英玻璃纤芯包括掺锗纤芯、掺铝纤芯或者掺磷纤芯等。