[实用新型]一种大有效面积模分复用器

说明书

技术领域

本专利申请涉及一种模分复用结构，具体涉及一种大有效面积模分复用器，可应用于光纤通信、光学信息处理等领域。

背景技术

近年来，基于模分复用的光纤通信研究领域是前沿热点之一；作为其关键技术之一的模分复用器件得到了广泛关注[1 Guifang Li,Neng Bai,and Ningbo Zhao and Cen Xia,Space- division multiplexing:the next frontier in optical communication.Advances in Optics&Photonics, 2014,6(4):5041-5046]；文献[2RolRyf,Bolle C A,Hoyningenhuene J V.Optical Coupling Components for Spatial Multiplexing in Multi-Mode[C].European Conference and Exhibition on Optical Communication.2011:1-3；3Li A,Chen X,Alamin A,et al.Space-Division Multiplexed High-Speed Superchannel Transmission Over Few-Mode Fiber[J].Journal of Lightwave Technology,2012,30(24):3953-3964]提出了一种基于相位板的模分复用器，实现了三种信号转换模式并复用到同一个信道，但是这种模分复用器需要高精确度的空间耦合校准，且难于集成，自由空间耦合的插入损耗大，成本高。文献[4 Fontaine N K,Ryf R,Leonsaval S G,et al. Evaluation of Photonic Lanterns for Lossless Mode-Multiplexing[C].Optical Communications (ECOC),2012 38th European Conference and Exhibition on.IEEE,2012:1-3；5Ryf R,Fontaine N K,Montoliu M,et al.Photonic-lantern-based mode multiplexers for few-mode-fiber transmission[C].Optical Fiber Communications Conference and Exhibition.IEEE,2014:1-3；6 Leonsaval S G,Fontaine N K,Salazargil J R,et al.Mode-selective photonic lanterns for space- division multiplexing[J].Optics Express,2014,22(1):1036-44.]提出了一种拉锥形状的“光子灯笼”模分复用器，实现了12路信号转换模式并复用到同一个信道。“光子灯笼”的结构复杂程度虽然比空间耦合器低，但是其制造工艺精密、复杂，精确地控制光纤熔融时的位置、拉锥体粗细和长度具有很大难度；通过拉锥形成的输出端口与传输通道不完全匹配，会导致高损耗。文献[7石健.基于少模光纤的模分复用通信技术研究[D].吉林大学,2013]设计了基于非对称平面波导的模分复用/解复用器，实现了模式的复用、解复用，还实现了模式的转换；但是该平面型复用器存在工作波段窄，难于集成，与光纤熔接困难的问题。文献[8 Huang B, Xia C,Matz G,et al.Structured directional coupler pair for multiplexing of degenerate modes[C].Optical Fiber Communication Conference and Exposition and the National Fiber Optic Engineers Conference.IEEE,2013:1-3；9Xie Y,Fu S,Liu H,et al.Design and numerical optimization of a mode multiplexer based on few-mode fiber couplers[J].Journal of Optics,2013, 15(12):3901-3901；10Tsekrekos C P,Syvridis D.Symmetric Few-Mode Fiber Couplers as the Key Component for Broadband Mode Multiplexing[J].Journal of Lightwave Technology,2014, 32(14):2461-2467.]中设计了模式直接耦合的复用器；该复用器制造工艺简单，可直接与光纤熔接，具有较宽的工作波段；但该复用器的设计没有考虑传输信道非线性问题；作为少模光纤的模分复用器件，也需要考虑其传输信道的大有效面积、低非线性系数等问题。