[发明专利]单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器及制备方法

权利要求书

1.一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器，其特征是：所述的多芯光纤信道分束器由单模光纤、第一双包层过渡光纤、第二双包层过渡光纤、过渡多芯光纤、第一多孔石英套管、第二多孔石英套管、级联的第一光纤束锥体和第二光纤束锥体以及单模和少模混合集成的多芯光纤组成；

所述的第一光纤束锥体由多根单模光纤分别熔接一段第一双包层光纤后，插入第一多孔石英套管组成光纤束拉锥得到，在拉锥过程中，第一双包层光纤的纤芯缩小，内包层形成新的纤芯，并且其模场和分布与过渡多芯光纤匹配，切割锥体，将锥体细端和过渡多芯光纤对芯熔接，形成过渡多芯光纤的扇入扇出器件；

所述的第二光纤束锥体由过渡多芯光纤和第二过渡双包层光纤分别插入第二多孔石英套管，组成光纤束拉锥得到；其中过渡多芯光纤拉锥后纤芯缩小，光场过渡到内包层内传输，不同纤芯中的光波对应转换到混合集成多芯光纤中的少模纤芯内的不同模式；第二过渡双包层光纤纤芯缩小，光场过渡到内包层内形成基模传输，对应于混合集成多芯光纤中的单模纤芯。

2.根据权利要求1所述的一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器，其特征是：所述的混合集成的多芯光纤为少模纤芯和单模纤芯混合光纤，其包含至少一个少模纤芯和至少一个单模纤芯。

3.根据权利要求1所述的一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器，其特征是：所述的第一双包层过渡光纤和第二双包层过渡光纤均具有一个单模纤芯、一个内包层和一个外包层。

4.根据权利要求1和权利要求3所述的第一双包层过渡光纤，其特征是：第一双包层过渡光纤的内包层直径取决于第一光纤束锥体的拉锥比例，即其内包层直径满足：在拉锥后，第一过渡双包层光纤的纤芯内的基模过渡到内包层，形成和过渡多芯光纤的纤芯匹配的基模模场。

5.根据权利要求1和权利要求3所述的第二双包层过渡光纤，其特征是：所述的第二双包层过渡光纤的内包层直径取决于第二光纤束锥体的拉锥比例，即其内包层直径满足：在拉锥后，第二过渡双包层光纤的纤芯内的基模过渡到内包层，形成和混合集成的多芯光纤的单模纤芯匹配的基模模场。

6.根据权利要求1所述的一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器，其特征是：所述的过渡多芯光纤包含掺氟的低折射率外包层、一个纯石英内包层和包含在内包层内的多个异质单模纤芯，其异质单模纤芯数量和混合集成多芯光纤内的少模纤芯支持的模式数量一致；过渡多芯光纤在拉锥前后，异质单模纤芯消逝，内包层变成少模纤芯，并且每个异质单模纤芯的基模对应变化成少模纤芯的一种模式。

7.根据权利要求1所述的一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器，其特征是：所述的第一多孔石英套管为纯石英多孔套管，孔内可嵌入第一过渡双包层光纤；孔数量与过渡多芯光纤的纤芯数量一致；孔分布和孔间距满足：在拉锥后，第一光纤束锥体的输出端的纤芯和过渡多芯光纤的纤芯分布一致。

8.根据权利要求1所述的一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器，其特征是：所述的第二多孔石英套管为掺氟石英多孔套管，孔内可嵌入过渡多芯光纤和第二过渡双包层光纤，孔数量与混合集成多芯光纤的纤芯数量一致；孔分布和孔间距满足：在拉锥后，第一光纤束锥体的输出端的纤芯和混合集成多芯光纤的纤芯分布一致。

9.一种单模和少模混合集成的多芯光纤信道分路器的制备方法，其特征是：

步骤1：选取多根单模光纤分别和第一过渡双包层光纤熔接，去除第一过渡双包层光纤的涂覆层后，插入第一多孔石英套管，拉锥至锥腰处的输出和过渡多芯光纤的各个纤芯输入匹配，切割锥体，再和过渡多芯光纤对芯熔接，形成过渡多芯光纤的信道分路器；

步骤2：按照步骤1制备多个过渡多芯光纤的信道分路器，并将过渡多芯光纤的尾纤去除一段涂覆层备用；选取多根单模光纤分别和第二过渡双包层光纤熔接，去除第二过渡双包层光纤的涂覆层后备用；

步骤3：将步骤2中制备的两种备用材料分别插入第二多孔石英套管，其中第二双包层过渡光纤插入对应于混合集成多芯光纤的单模纤芯的孔中，过渡多芯光纤插入对应于混合集成多芯光纤的少模纤芯的孔中，组成光纤束后，拉锥至锥腰处的输出和混合集成多芯光纤的各个纤芯输入匹配，切割锥体，再和混合集成多芯光纤对芯熔接，形成混合集成多芯光纤的信道分路器件；

步骤4：将器件用钢管封装、测试并标识出各个信道的通道序号。