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专利号: 2022208364612
申请人: 聊城大学
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-07-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低模式串扰的三模式复用器/解复用器,其特征在于:该模分复用器/解复用器由3个不同的少模纤芯传输信道组成;少模纤芯传输信道FMF是模分复用解复用器的主信道,支持三种模式LP01、LP11与LP21,LP11含简并模式LP11a/LP11b,LP21含简并模式LP21b/LP21a,放置在z轴,其轴心与z轴重合;两个不同的双模纤芯TMF1和TMF2分别放置在x轴和y轴,TMF1和TMF2轴心分别从x和y轴开始平行于FMF的轴心;各模式LP01、LP11、LP21从FMF光纤的左端入射,沿着z方向传输耦合解复用;按照耦合模理论,模式LP01模式沿主信道FMF从左端传输到右端;模式LP11从FMF直接耦合到TMF1中,其中简并模式LP11a/LP11b从FMF左端入射,分别直接耦合到TMF1中的模式LP11a/LP11b,在耦合信道TMF1右端以LP11a/LP11b模式简并输出;模式LP21从FMF变换耦合到TMF2中,其中简并模式LP21a/LP21b从FMF左端入射,分别变换耦合到TMF2中的模式LP11b/LP11a,在耦合信道TMF2右端以LP11b/LP11a模式简并输出;实现了3种模式LP01、LP11与LP21从FMF主信道模式解复用;

若各模式LP01、LP11和LP11分别从FMF、TMF1和TMF2左端入射,沿着z方向传输耦合复用;

按照耦合模理论,可实现3种模式LP01、LP11与LP21在FMF主信道模式复用;根据各模式耦合长度与信道间距的变化关系,TMF1和TMF2到主信道FMF的信道中心间距分别为11μm和14.25μm,TMF1和TMF2信道的长度分别为12.52mm和8.95mm;FMF信道的长度不小于12.52mm,可由连接传输光纤的情况具体决定;合理设置传输信道的位置和长度可调整模式复用器性能;少模纤芯传输信道FMF由纤芯、内包层、外包层组成,其纤芯横截面折射率等高线分布呈环形;

信道直径d<2μm的部分是内包层,采用掺氟二氧化硅材料,折射率为n2=1.4252;2μm≤d≤9μm的部分是环形纤芯,采用纯二氧化硅材料,折射率为n1=1.4440;d>9μm的部分是外包层,采用掺氟二氧化硅材料,折射率为n2=1.4252;该光纤圆环形上的折射率高于周边折射率,使用圆环部位进行光的传输;光纤中模场特性可以通过改变纤芯、内外包层的尺寸和折射率分布来改变;不同的TMF构成复用器/解复用器的耦合信道,在TMF1中,直径d≤7μm的部分是纤芯,折射率为n3=1.4490,在TMF2中,直径d≤9.5μm的部分是纤芯,折射率为n4=

1.4346,纤芯部分的折射率同样都高于周边折射率;LP11的消光比在1.55μm取得最大值

34.97dB;LP21模式的消光比在1.55μm取得最大值31.60dB;模式LP01的消光比在三种模式情况中最好;无论是LP21还是LP11模式,其消光比都在1.55μm两侧递减。