[发明专利]多模光纤

权利要求书

1.一种光纤，沿纵向光纤轴延伸且包括：

以光纤轴为中心的至少一个包层；和

细长的多模MM纤芯，与所述一个包层同心并被所述一个包层环绕，所述MM纤芯被构造成具有双瓶颈形截面，以便提供实质上只针对基模的激发和无失真导引。

2.根据权利要求1所述的光纤，其中所述MM的双瓶颈形截面包括：

输入模转换器区和输出模转换器区，彼此轴向地隔开，并各自具有锥台形状的截面，使得所述转换器区各自具有较小端和较大端；及

尺寸均匀的中心区，桥接相应的输入转换器区和输出转换器区的所述大端；

尺寸均匀的输入端区，延伸到所述输入转换器区的所述小端中，所述输入端区被构造成响应于射入所述输入端区的单模SM输入光束而在所述输入端区中实质上仅激发基模，

尺寸均匀的输出端区，从所述输出转换器延伸，并从所述输出转换器接收所述基模，以便以实质上基模输出辐射。

3.根据权利要求2所述的光纤，其中所述输入端区和输出端区各自具有在约1λ至约5λ之间变化的长度，其中λ是给定的波长，在该波长下所述MM纤芯实质上只支持所述基模。

4.根据权利要求2所述的光纤，其中所述MM纤芯被构造成具有阶跃折射率分布，所述阶跃折射率分布具有位于中心的下凹，所述输入端区中的SM输入光束和所述基模具有相应的实质上的高斯强度分布，所述高斯强度分布的形状具有实质上彼此匹配的相应的模场直径MFD。

5.根据权利要求4所述的光纤，其中所述下凹逐渐地

沿所述输入转换器区扩大，以便将所述高斯分布转换成耦合进入所述纤芯的中心区的所述基模的环分布，以及

沿所述输出转换器区朝着所述纤芯的所述输出端区变窄，以便将所述基模的所述环分布转换成所述基模的所述的实质上的高斯分布。

6.根据权利要求4所述的光纤，其中沿所述中心区延伸的所述下凹被构造成具有均匀的宽度。

7.根据权利要求6所述的光纤，其中所述基模的所述环分布的形状具有与所述纤芯的阶跃折射率的对称轴等距离隔开的两个功率峰区和以所述对称轴为中心并桥接所述峰值功率区的谷。

8.根据权利要求7所述的光纤，其中所述纤芯被构造成具有掺杂的环形区，所述掺杂的环形区与所述对称轴隔开，并终止于与所述阶跃折射率的周边相隔一定距离处，所述掺杂区对所述基模的所述峰值功率区提供增益而不放大中心及周边HOM。

9.根据权利要求1所述的光纤，其中所述MM纤芯被构造成具有掺杂剂浓度区域或没有所述掺杂剂浓度区域。

10.一种包括MM纤芯的光纤，所述MM纤芯在给定波长下能够实质上支持单一的基模，所述纤芯被构造成具有提供了下凹的折射率分布，所述下凹被构造成在所述基模沿所述纤芯传播时将所述基模的强度分布在高斯强度分布与环强度分布之间转换。

11.根据权利要求10所述的光纤，其中所述下凹具有沿所述纤芯的长度变化的构造。

12.根据权利要求11所述的光纤，其中所述纤芯被构造成具有：

输入端区，接收单模输入并被构造成支持响应所接收到的SM输入而激发的基模；

输出端区，与所述输入端区隔开，并被构造成分别以所述基模输出辐射，

输入和输出转换器区，从相应的输入端区和输出端区向内延伸，所述转换器区各自具有隔开的小直径端和大直径端，和

中心区，在相应的输入转换器区及输出转换器区的所述大直径端之间延伸，其中所述端区、转换器区和中心区被构造成沿所述纤芯无失真地导引所述基模。

13.根据权利要求11所述的光纤，其中所述下凹具有

在所述纤芯的所述输入端区及输出端区处的小宽度，

沿所述中心区大于所述小宽度的大宽度，和

沿相应的输入转换器区及输出转换器区逐渐扩展和变窄的宽度。

14.根据权利要求13所述的光纤，其中所述纤芯的所述输入端区被构造成使相应的SM输入和基模的模场直径实质上彼此匹配。

15.根据权利要求13所述的光纤，其中所述下凹被构造成使所述基模的强度环分布与所述纤芯的所述中心区的一定面积相重叠，所述一定面积大于所述中心区被高斯分布所覆盖的面积。