[发明专利]一种在S+C+L波段内支持八种模式的椭圆芯光子灯笼

说明书

本发明涉及一种在S+C+L波段内支持八种模式的椭圆芯光子灯笼，包括椭圆芯套管、八种输入光纤；所述椭圆芯套管的外壁为圆形；内芯为椭圆形腔体；所述八种输入光纤设置在椭圆形腔体内，椭圆芯套管分为拉锥前的区域、第一段锥区和第二段锥区；所述第一段锥区锥度比大于第二段锥区锥度比。本发明提出的椭圆芯模式选择性光子灯笼在S+C+L波段下八种空间模式都能达到比较理想的耦合效率，具有高效的模式转换效率和模式选择性，在模分复用系统中具有重要作用。

技术领域

本发明属于光纤通信领域，涉及一种在S+C+L波段内支持八种空间模式的椭圆芯模式选择性光子灯笼。

背景技术

随着当今社会信息技术的快速发展，标准单模光纤的传输容量上限已经不足以应对当下需求。基于少模光纤的模分复用技术(MDM)作为提高传输效率最有潜力的技术之一，已经成为当前光学通信领域的研究热点。

实现模分复用的方法主要有光纤模式耦合器、光子灯笼和长周期光纤光栅。其中全光纤型光子灯笼几乎无损、可扩展性强，并且可以直接和单模(少模)光纤拼接等优势，已经引起了全世界研究人员的关注。

光子灯笼是将一系列单模光纤排列插入低折射率套管中进行绝热拉锥，此时原始的单模光纤结构已经消失，各个单模光纤的包层和套管一起形成新的少模光纤结构。一般地，光子灯笼根据可复用的模式种类分为非选模光子灯笼(MNS-PL)、选模群光子灯笼(MGS-PL)和选模式光子灯笼(MS-PL)。在短距离MDM传输中，选模群光子灯笼的同一模群间发生强耦合。这将导致使用复杂的多输入多输出(MIMO)数字信号处理系统，其功耗和成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种在S+C+L波段内支持八种空间模式的椭圆芯模式选择性光子灯笼，具有高效的模式转换效率和模式选择性，在模分复用系统中具有重要作用。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种在S+C+L波段内支持八种空间模式的椭圆芯模式选择性光子灯笼，其特殊之处在于：

包括椭圆芯套管、八种输入光纤；

所述椭圆芯套管的外壁为圆形；内芯为横截面为椭圆形的腔体；

所述八种输入光纤分别为LP01输入光纤、LP11a输入光纤、LP11b输入光纤、LP21a输入光纤、LP21b输入光纤、LP02输入光纤、LP31a输入光纤和LP31b输入光纤；

所述八种输入光纤设置在内芯内，椭圆芯套管包括拉锥前的区域、第一段锥区和第二段锥区；

所述LP01输入光纤、LP02输入光纤的轴心位于腔体内椭圆横截面的短轴上；LP01、LP31b、LP11b、LP21b、LP21a、LP11a和LP31a输入光纤沿腔体内壁依次接触围成一圈，每根输入光纤的外壁与其相邻的输入光纤外壁相切，LP01、LP31b、LP11b、LP21b、LP21a、LP11a和LP31a输入光纤的外壁和腔体内壁相切；

所述第一段锥区锥度比大于第二段锥区锥度比。

进一步地，上述第一段锥区锥度比、第二段锥区锥度比的乘积等于0.12；第一段锥区的锥区长度L1小于第二段锥区的锥区长度L2。

进一步地，上述椭圆芯套管在拉锥前的区域处时外壁的直径为1200μm；内芯中椭圆横截面的长轴为236μm，短轴为172μm。

进一步地，上述第一段锥区锥度比为0.4，所述第二段锥区锥度比为0.3。

进一步地，上述第一段锥区的锥区长度L1为27000μm，第二段锥区的锥区长度L2为73000μm。