光纤模式旋转器、全光纤模式复用器和解复用器的制造方法_2

文档序号:9864124阅读:来源:国知局
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,本领域普通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。
[0038]为了使模式旋转,得到两个正交的模式,本发明实施例提供了一种光纤模式旋转器,该光纤模式旋转器应用于光纤中,包括:
[0039]两个内芯对称分布在光纤纤芯内,所述两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度,其中所述两个内芯的半径相同、折射率相同,且与所述纤芯的折射率不同;
[0040]所述光纤模式旋转器的长度为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长。
[0041]图1A为本发明实施例提供的一种光纤模式旋转器实现模式旋转的示意图,图1B为本发明实施例提供的图1A中光纤模式旋转器的横截面的示意图,该光线模式旋转器对称分布两个内芯,该两个内芯距离光纤的纤芯的预设距离DIF,该两个内芯的半径ID相同,并且折射率相同,且与光纤的纤芯的折射率不同,两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度RA,其中导膜的光轴是经过两个模瓣最亮的地方的一条线;另外,该光纤模式旋转器的长度L为实现模式转换的两个导模的两个传播常数差的拍长。
[0042]该光纤模式旋转器中增加的两个内芯中也可以传输导模,其材质根据实现的功能,及纤芯的折射率确定。例如内芯的材料可以和光纤包层的材料相同。
[0043]LPlm模可以看成两个模式的合成,I和m为不小于O的整数。以LPll模为例进行说明,一个LPll模可以看做是两个正交的模式:LPlla和LPllb的合成。当这两个模式在光纤模式旋转器中传输时,由于角向空间结构的不对称,导致这两个模式的传输常熟β?和β2不同,当光纤模式旋转器的长度等于拍长I ν(β1-β2) I时,就能使入射的导模发生90的旋转。
[0044]具体的,两个内芯的半径小于光纤纤芯的半径。
[0045]较佳地,所述两个内芯的中心距离所述纤芯的距离DIF为6微米。内芯与纤芯的距离是根据内芯的中心与纤芯的中心的之间的距离计算的。
[0046]由于在本发明实施例中在光心的纤芯中增加了两个对称分布的,与纤芯的折射率不同的内芯,通过这样的结构使输入的导模的角向分量不对称,从而使得一个导模的不同角向分量对应的传播常熟不同,从而实现模式旋转的功能。
[0047]图2为本发明实施例提供的基于该光纤模式旋转器,实现模式旋转的示意图,当所述导模为LPl I模时,所述预设的角度为45度;
[0048]当所述导模为LP21模时,所述预设的角度为22.5度;
[0049]当所述导模为LP31模时,所述预设的角度为15度;
[0050]当所述导模为LPl2模时,所述预设的角度为45度。
[0051 ]如图2所示,为了实现LPl I模的模式旋转,光纤模式旋转器中的RA为45度,当输入的模式为LPlla时,该模式可以看做是相位角为Φ 1=0和Φ 2 = 0的两个模式的合成,经过光纤模式旋转器后将LPlIa模旋转得到LPlIb模,该模式可以看做是相位角为Φ I =0和Φ 2 = Ji的两个模式的合成;同样的,为了实现LP21模的模式旋转,光纤模式旋转器中的RA为22.5度,当输入的模式为LP21a时,经过光纤模式旋转器后将LP21a模旋转得到LP21b模;为了实现LP31模的模式旋转,光纤模式旋转器中的RA为15度,当输入的模式为LP3 Ia时,经过光纤模式旋转器后将LP3 Ia模旋转得到LP3 Ib模;为了实现LP12模的模式旋转,光纤模式旋转器中的RA为45度,当输入的模式为LP12a时,经过光纤模式旋转器后将LP12a模旋转得到LP12b模。
[0052]基于上述内芯的半径,两个内芯的连线与导模的光轴呈预设的角度制备光纤模式旋转器属于现有技术,在本发明实施例中对该过程不进行赘述。
[0053]基于上述实施例中提供的光纤模式旋转器,本发明实施例提供了一种全光纤模式复用器,应用于光纤中,所述全光纤模式复用器包括:
[0054]输入光纤和输出光纤;
[0055]连接在所述输入光纤和输出光纤间的至少一个光纤模式旋转器,及至少一个光纤模式親合器。
[0056]在本发明实施例中该全光纤模式复用器包括至少一个光纤模式旋转器,该光纤模式旋转器可以基于一种导模,在该导模的不同模式之间转换,而光纤模式耦合器可以在不同模式之间进行转换,从而实现了在基于全光纤器件,在同一个平面上同时完成多个导模之间的转换和复用的功能,并且由于该全光纤模式复用器是基于光纤的,因此可以避免插入损耗,从而可以有效提尚通?目系统的性能。
[0057]当该全光纤模式复用器为六模复用器时,当所述全光纤模式复用器为六模复用器时,所述全光纤模式复用器具体包括:
[0058]所述至少一个光纤模式旋转器包括:LP21模光纤模式旋转器和LPll模光纤模式旋转器;
[0059]所述至少一个光纤模式耦合器包括:2个LP21模耦合器、2个LPll模耦合器和LP02模親合器。
[0060]图3为本发明实施例提供的全光纤六模复用器的结构示意图,所述全光纤模式复用器中依次设置有输入光纤、第一 LP21模親合器、LP21模光纤模式旋转器、第二LP21模親合器、第一 LPl I模耦合器、LPl I模光纤模式旋转器、第二 LPl I模耦合器、LP02模耦合器和输出光纤。
[0061]具体的,基模通过输入光纤输入到全光纤模式复用器中,在第一LP21模耦合器的输入端输入基模;通过该第一 LP21模耦合器得到LP21a模,LP21a模经过LP21模光纤模式旋转器进行模式旋转,得到LP21b模;在第二LP21模耦合器的输入端输入基模,通过该第二LP21模耦合器得到LP21a模;在第一 LPl I模耦合器的输入端输入基模,通过该第二 LPl I模耦合器得到LPI Ia模,LPl I a模经过LP11模光纤模式旋转器进行模式旋转,得到LPI Ib模;在第二 LPl I模耦合器的输入端输入基模,通过该第二 LP21模耦合器得到LPl Ia模;在LP02模耦合器的输入端输入基模,通过该LP02模耦合器得到LP02模,从而在输出光纤处得到六种模式。通过该全光纤模式复用器分别得到了基模、LP21a模、LP21b模、LPlla模、LPllb模和LP02模六种模式。
[0062]当光纤模式旋转器确定后,在该光纤模式旋转器的基础上制备光纤模式耦合器,并制备全光纤模式复用器属于现有技术,在本发明实施例中对该过程不进行赘述。
[0063]本发明实施例还提供了一种全光纤模式解复用器,其结构模式复用器相同,只是使用时为模式复用器反过来使用,应用于光纤中,所述全光纤模式解复用器包括:
[0064]输入光纤和输出光纤;
[0065]连接在所述输入光纤和输出光纤间的至少一个光纤模式旋转器,及至少一个光纤模式親合器。
[0066]当所述全光纤模式解复用器为六模解复用器时,所述全光纤模式解复用器具体包括:
[0067]所述至少一个光纤模式旋转器包括:LP21模光纤模式旋转器和LPll模光纤模式旋转器;
[0068]所述至少一个光纤模式親合器包括:2个LP21模親合器、2个1^11模親合器和1^02模親合器。
[0069]当所述全
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