[发明专利]少模波分复用耦合器

说明书

本申请涉及一种少模波分复用耦合器，包括：单模纤芯，用于以基模传输泵浦光；少模纤芯，用于传输不同模式的信号光；光纤包层，用于将所述单模纤芯和所述少模纤芯包裹在内部；其中，所述少模纤芯设置在所述光纤包层的中心，所述单模纤芯分布在所述少模纤芯的周围，使泵浦光和信号光能够耦合到所述少模光纤中。本申请设计的少模波分复用耦合器能够将泵浦光与信号光耦合到少模纤芯中，为信号光提供增益；该方案与自由空间器件耦合的方案相比，具有效率高，稳定性高且体积小的优点。

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种应用于少模光纤放大器的少模波分复用耦合器。

背景技术

近年来来，光纤通信技术取得了迅猛发展。低损耗光纤的制造，波分复用技术与掺铒光纤放大技术的成功，将光纤通信系统的容量提高到了前所未有的程度。然而，现代社会日益增长的通信需求给光纤通信技术提出了更高的要求，开发新的复用技术以提升系统容量成为当下研究的热点。基于少模光纤的模分复用(Mode-Division Multiplexing，MDM)技术，是解决系统容量问题的有效方案之一。

能够同时完成多模式放大的少模光纤放大器是模分复用系统中的关键模块，而波分复用(Wavelength-Division Multiplexing，WDM)耦合器是少模光纤放大器中将泵浦光和信号光合束的关键器件。因此，研制用于少模掺铒光纤放大器(FMEDFA)的波分复用耦合器，是基于少模光纤的模分复用技术中的关键问题。

相关技术中，在单模光纤放大器(激光器)中，泵光注入是通过WDM器件实现的。但在少模光纤放大器中，WDM器件的制作较为复杂，往往采用更为简易的体器件空间光耦合方法。这种方法虽然能够实现耦合，但对光学器件的定位精度要求高，并且由于光波在自由空间中的传输损耗较大，结构松散，难以实现系统的小型化，稳定性低。

此外，还有采用基于光子灯笼的耦合方法，将多根单模光纤熔融拉制成多芯光纤，从而实现多束光纤的功率合并。这种方法虽然能够完成少模光纤放大器中信号光与泵浦光的合束，但制造成本高，工艺复杂且难以控制，设计上也有很大困难。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种少模波分复用耦合器。

根据本申请的实施例，提供一种少模波分复用耦合器，包括：

单模纤芯，用于以基模传输泵浦光；

少模纤芯，用于传输不同模式的信号光；

光纤包层，用于将所述单模纤芯和所述少模纤芯包裹在内部；

其中，所述少模纤芯设置在所述光纤包层的中心，所述单模纤芯分布在所述少模纤芯的周围，使泵浦光和信号光能够耦合到所述少模光纤中。

进一步地，所述单模纤芯的数量为多个，环绕分布在所述少模纤芯的周围。

进一步地，所述单模纤芯的数量为四个，包括第一单模纤芯、第二单模纤芯、第三单模纤芯和第四单模纤芯。

进一步地，第一单模纤芯的半径为2.863微米，第二单模纤芯的半径为2.401微米，第三单模纤芯的半径为1.956微米，第四单模纤芯的半径为1.831微米。

进一步地，所述少模纤芯的半径大于所述单模纤芯的半径。

进一步地，所述少模纤芯的半径不小于7.841微米。

进一步地，所述少模纤芯的半径为8.5微米。

进一步地，所述单模纤芯的中心到所述少模纤芯的中心的长度为纤芯间距；

该耦合器的长度与所述纤芯间距正相关。

进一步地，该耦合器的长度不小于46毫米。