專利名稱：模式轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖中的光模式轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光纖包含光纖芯，光纖芯具有傳輸以及在適當(dāng)情況下放大光信號(hào)的功能，并且被光纖包層包圍，光纖包層具有將光信號(hào)限制在芯內(nèi)的功能。為此，芯的折射率n1要大于光纖包層的折射率n2。
根據(jù)光纖半徑繪制折射率的圖形通常被稱為折射率分布。按照慣例，到光纖中央的距離r沿橫坐標(biāo)軸繪制，光纖芯的折射率和光纖包層的折射率的差異沿縱坐標(biāo)軸繪制。這些表述方式“階梯”、“梯形”和“三角形”分別相對(duì)于具有階梯形、梯形和三角形的圖形而使用。這些曲線通常表示對(duì)于光纖的理論或設(shè)置點(diǎn)分布，并且光纖結(jié)構(gòu)限制可以導(dǎo)致顯著不同的分布。
取決于光纖芯的尺寸和光波的屬性，在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)可以是單模信號(hào)或多模信號(hào)。在光纖中傳輸?shù)膫鞑ツＪ骄哂刑囟ǖ臋M向強(qiáng)度分布?？v向被定義為信號(hào)在光纖中的光傳播軸，橫截面被定義為垂直于光纖縱軸的平面。
在新的高比特率波分復(fù)用(WDM)傳輸網(wǎng)絡(luò)中，特別地，對(duì)等于或高于40G比特/秒或160G比特/秒的比特率，管理色散是有利的。目的是在對(duì)于復(fù)用的所有波長值都基本上等于零的連接上獲得累積色散，以便限制脈沖的擴(kuò)展?！袄鄯e色散”這一表述方式是指色散在光纖長度上的積分；在恒定色散的情況下，累積色散等于用光纖的長度乘以色散后的乘積。在復(fù)用的波長范圍上限制累積色散的斜率也是有益的，以便防止或限制復(fù)用的信道之間的失真。按照慣例，該斜率是色散相對(duì)于波長的導(dǎo)數(shù)。
單模光纖(SMF)和非零色散位移光纖(NZ-DSF+)在傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)中用作線路光纖。這些光纖具有正色散和正色散斜率。本領(lǐng)域內(nèi)公知的，使用短長度的色散補(bǔ)償光纖(DCF)來補(bǔ)償用作線路光纖的單模光纖和NZ-DSF+光纖的色散和色散斜率。
一般而言，光纖傳輸系統(tǒng)使用由單模光纖構(gòu)成的線路光纖，在單模光纖中只有基本LP01模式被引導(dǎo)。然而，較高階模式的屬性能夠針對(duì)特定的光纖用途，例如用于使增益平滑或用于補(bǔ)償色散，而被開發(fā)。于是，有必要將基本模式轉(zhuǎn)換成空間模式或更高階。例如，更高階模式(HOM)光纖具有負(fù)色散和大的有效區(qū)域。
有兩種主要的光纖模式轉(zhuǎn)換方法。第一種方法，稱為縱向方法，沿著超出給定信號(hào)傳播距離z的光纖部分的軸引入周期性的擾動(dòng)。這樣的擾動(dòng)，例如長周期光柵，導(dǎo)致基本模式和更高階模式之間的耦合。然而，該方法不能獲得100％的模式耦合。盡管有衰減，基本模式持續(xù)在HOM光纖的更高階模式的信號(hào)傳播中被引導(dǎo)并產(chǎn)生噪聲。
第二種方法，稱為橫向方法，借助于延遲元件沿著信號(hào)的傳播在給定點(diǎn)修改信號(hào)的橫向強(qiáng)度分布，所述延遲元件適于引入受控的相位躍變。假設(shè)相移元件完美地對(duì)準(zhǔn)信號(hào)傳播軸，則這種技術(shù)理論上能提供第一模式和第二模式的100％的耦合。
因此，國際專利申請(qǐng)第WO99/49342號(hào)提出，通過在兩個(gè)光波導(dǎo)之間插入相位選擇元件來實(shí)現(xiàn)橫向光纖模式轉(zhuǎn)換，該相位選擇元件能包含折射或反射元件，例如透鏡、反射鏡、光柵、電-光組件等等。然而，這種類型的模式轉(zhuǎn)換器復(fù)雜、不靈活以及相對(duì)龐大。此外，這種類型的自由空間轉(zhuǎn)換器對(duì)環(huán)境敏感，因此，其難以長期工作并難以調(diào)節(jié)。
歐洲專利申請(qǐng)EP 1 343 031公開了一種濾波器內(nèi)橫向模式轉(zhuǎn)換器，即完全在濾波器內(nèi)部實(shí)施的橫向模式轉(zhuǎn)換器。這種類型的轉(zhuǎn)換器包含光波導(dǎo)，光波導(dǎo)包括光敏區(qū)域，光敏區(qū)域包括沿波導(dǎo)斷面的特定折射率分布，該分布同時(shí)定義了縱向絕熱轉(zhuǎn)變和橫向引導(dǎo)的模式分布。因此，通過波導(dǎo)的光敏區(qū)域的受控輻射，局部修改波導(dǎo)的折射率是可能的。折射率分布的徑向變異實(shí)現(xiàn)了模式轉(zhuǎn)換，沿波導(dǎo)輻射的精確控制特別地確保了徑向變異的絕熱縱向轉(zhuǎn)變。然而，這種控制是困難的，并且使光纖摻雜以獲得特定的感光分布是復(fù)雜的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于減輕現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。本發(fā)明提出一種簡化的、實(shí)現(xiàn)了更有效的橫向轉(zhuǎn)換的模式轉(zhuǎn)換器。
由此，本發(fā)明提出一種光纖內(nèi)模式轉(zhuǎn)換器，包含-構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分，所述輸入微透鏡適于擴(kuò)展光信號(hào)的波振面，-構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分，所述相移區(qū)域適于將所述光信號(hào)的傳播模式轉(zhuǎn)換成另一種傳播模式，以及-構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分。
根據(jù)特性，構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分是接合的，而且構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分是接合的。
根據(jù)特性，構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分具有預(yù)定長度、預(yù)定的折射率分布以及預(yù)定的芯徑。
根據(jù)特性，構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分的折射率分布包含一個(gè)或多個(gè)躍變。
根據(jù)特性，構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分的長度從25微米(μm)到1000微米。
根據(jù)特性，構(gòu)成相移區(qū)域的部分的芯徑從0.5μm到100μm。
因此，本發(fā)明涉及的光系統(tǒng)包括-適于發(fā)送以第一傳播模式傳播的光信號(hào)的第一光纖，-適于將所述第一傳播模式轉(zhuǎn)換成第二傳播模式的本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器，-適于發(fā)送以第二傳播模式傳播的光信號(hào)的第二光纖。
根據(jù)特性，第一和第二傳播模式是圓形對(duì)稱模式LP0m。
根據(jù)特性，所述光纖之一是多模光纖。
根據(jù)特性，所述光纖之一是更高階模式的光纖。
在應(yīng)用中，所述光纖之一是色散補(bǔ)償光纖。
在應(yīng)用中，所述光纖之一是布拉格光柵組分光纖(Bragg gratingcomponent fiber)。
在應(yīng)用中，所述光纖之一是放大光纖。
在應(yīng)用中，所述放大光纖是激光輻射光纖。
在應(yīng)用中，所述放大光纖是拉曼放大光纖。
根據(jù)特性，所述光系統(tǒng)還包括適于將所述第二傳播模式轉(zhuǎn)換成第一傳播模式的本發(fā)明的第二模式轉(zhuǎn)換器。


在閱讀以舉例方式給出的并參照了附圖的下列描述后，本發(fā)明的特性和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，在附圖中圖1是包括本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的光傳輸系統(tǒng)的示意圖，圖2是本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的示意圖，圖3示出本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的輸入微透鏡，圖4是分別在單模光纖和HOM光纖中傳播模式LP01和LP02的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)角分布的模擬曲線，圖5示出在與本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器等效的傅立葉面(Fouier plan)上的裝置，圖6是顯示本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的孔徑比的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器包括接合的光纖部分。頭兩個(gè)部分構(gòu)成適于使得輸入光信號(hào)發(fā)散并使其平行校準(zhǔn)的輸入微透鏡。接下來的一部分構(gòu)成相移區(qū)域，所述相移區(qū)域適于引入適當(dāng)?shù)南嘁埔孕薷膹?qiáng)度的橫向分布以便將輸入信號(hào)的傳播模式轉(zhuǎn)換成另一種傳播模式。接下來的兩部分構(gòu)成輸出微透鏡，所述輸出微透鏡適于將輸出信號(hào)聚焦到合適的波導(dǎo)。
由于光纖部分被接合在一起，與自由空間解決方案相比，所述轉(zhuǎn)換器是致密的并且損耗被減到最小。
圖1是包括本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的光傳輸系統(tǒng)的示意圖。光纖信號(hào)可以是WDM信號(hào)，其在傳輸光纖中被傳輸，例如，該傳輸光線通常是單模光纖。在這種情況下，光纖信號(hào)以基本的LP01模式傳輸。
如上所述，一般地，有必要補(bǔ)償單模傳輸光纖線路上的色散。通過使用更高階模式補(bǔ)償光纖，也就是說，信號(hào)的色散在例如LP02模式的更高階傳播模式中補(bǔ)償，則這樣的補(bǔ)償能進(jìn)行得更加有效。
更高階模式補(bǔ)償光纖的一定長度因此插入到兩個(gè)模式轉(zhuǎn)換器之間的傳輸線路中，這兩個(gè)模式轉(zhuǎn)換器分別適于將LP01模式轉(zhuǎn)換成由HOM光纖采納的更高階模式，和將更高階模式轉(zhuǎn)換成LP01模式，LP01模式被再次注入單模光纖，在單模光纖中色散得到補(bǔ)償。
如上所述，模式轉(zhuǎn)換必須有效，換句話說與轉(zhuǎn)換后模式的重疊必須盡可能地接近100％，以便限制在HOM光纖中引入的噪聲，這可能限制其色散補(bǔ)償效率。然而，該雙重轉(zhuǎn)換必須將信號(hào)的光功率損耗減至最低。
圖2是本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的示意圖。該光纖內(nèi)類型轉(zhuǎn)換器完全在光纖內(nèi)實(shí)施，這有力地限制了光功率損耗。
轉(zhuǎn)換器包括構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分10、構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分20，以及構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分30。微透鏡10、30后面將參照?qǐng)D3進(jìn)行詳細(xì)描述。相移區(qū)域是具有折射率分布、預(yù)定芯徑e和預(yù)定長度L的光纖部分20?！跋嘁啤边@一表述方式意味著在場(chǎng)的給定空間位置引入至少一個(gè)特定值的相位躍變。
因而，以給定的第一傳播模式在光纖40內(nèi)導(dǎo)入的光信號(hào)的波振面由輸入微透鏡10進(jìn)行擴(kuò)展。在相移區(qū)域20中傳播的光信號(hào)因此不再被引導(dǎo)并且可能受到相移的影響，相移導(dǎo)致了光模式轉(zhuǎn)換。然后，轉(zhuǎn)換后模式的波振面由輸出微透鏡30聚焦以匹配輸出光纖50的數(shù)值孔徑。接下來，以第二給定傳播模式傳播的光信號(hào)被引導(dǎo)入輸出光纖50。
例如，在單模傳輸光纖40中以LP01模式傳播的信號(hào)被提供到轉(zhuǎn)換器的輸入。輸入微透鏡10對(duì)LP01模式的波振面進(jìn)行擴(kuò)展和平行校準(zhǔn)。在相移區(qū)域20中傳播的波不被引導(dǎo)，盡管該部分具有可以用作波導(dǎo)的芯和光纖包層。輸入微透鏡10已經(jīng)將輸入模式的場(chǎng)擴(kuò)展到超出光纖部分20的數(shù)值孔徑。如下所述，相移區(qū)域20因此引入適當(dāng)?shù)南辔卉S變，例如將LP01模式轉(zhuǎn)換成LP02模式。然而，LP02模式在相移區(qū)域20中不再被引導(dǎo)并且具有比HOM光纖50的數(shù)值孔徑大得多的模式直徑。輸出微透鏡30然后聚焦LP02模式以匹配HOM光纖的孔徑。
必須理解，光信號(hào)的相同路由適用相對(duì)的轉(zhuǎn)換；HOM光纖40將例如LP02模式信號(hào)的更高階傳播模式信號(hào)引入到輸入微透鏡10。接著，LP02模式信號(hào)在相移區(qū)域20被轉(zhuǎn)換成LP01模式。然后，輸出微透鏡30將LP01模式信號(hào)聚焦到單模光纖50上。
圖3示出本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的輸入微透鏡10。該圖還示出(陰影)由微透鏡進(jìn)行的光模式擴(kuò)展。
微透鏡的理論和特性在P.Chanciou等人所著的“Design andPerformance of Expanded Mode Fiber Using Microoptics”中進(jìn)行了說明。微透鏡由包括純硅區(qū)域11的光纖部分構(gòu)成，純硅區(qū)域11的作用如焊接到分級(jí)折射率區(qū)域12的發(fā)散透鏡，分級(jí)折射率區(qū)域12的作用如會(huì)聚透鏡。這類組件可以從Optogone得到。
輸入微透鏡的一個(gè)功能是使得輸入光信號(hào)的波振面發(fā)散。純硅部分不具有光芯并且輸入信號(hào)的光模式在該部分不再被引導(dǎo)。輸入微透鏡的另一個(gè)功能是使用分級(jí)折射率區(qū)域來平行校準(zhǔn)發(fā)散的光束。
輸出微透鏡的功能是使得相移部分的輸出光信號(hào)的波振面會(huì)聚并將其聚焦到光纖上，使得在輸出光纖中，轉(zhuǎn)換后模式和選擇的傳播模式之間的重疊最大化。
因而，微透鏡具有兩個(gè)雙向功能并且用作二重光透鏡。
因此，在光纖中被引導(dǎo)的輸入信號(hào)由發(fā)散透鏡導(dǎo)致發(fā)散，所述發(fā)散透鏡由輸入微透鏡的純硅區(qū)域組成。發(fā)散的光束接著由會(huì)聚透鏡進(jìn)行平行校準(zhǔn)，所述會(huì)聚透鏡由輸入微透鏡的分級(jí)折射率區(qū)域組成。
同樣地，未被引導(dǎo)但是被平行校準(zhǔn)的光束可以由第一透鏡導(dǎo)致會(huì)聚，所述第一透鏡由輸出微透鏡的分級(jí)折射率區(qū)域組成。然后由第二透鏡對(duì)光束進(jìn)行平行校準(zhǔn)，以便將光束引導(dǎo)進(jìn)具有適當(dāng)模式直徑的光纖中，其中所述第二透鏡由輸出微透鏡的純硅區(qū)域組成。
純硅區(qū)域的長度LS和分級(jí)折射率區(qū)域的長度LGRIN根據(jù)輸入和輸出模式的場(chǎng)徑來選擇，也就是說，根據(jù)微透鏡的輸入和輸出端的光纖的芯徑來選擇。這些長度LS和LGRIN確定了以上描述的等效透鏡的焦距。
因此，從導(dǎo)入和受限的輸入信號(hào)，例如在具有模式場(chǎng)徑9μm的單模光纖中以LP01模式傳播的單模信號(hào)，微透鏡能提供具有5μm到80μm直徑的擴(kuò)展的平行校準(zhǔn)信號(hào)。
使用微透鏡來轉(zhuǎn)換在相移區(qū)域20中以平行光束形式傳播的擴(kuò)展信號(hào)的傳播模式。因此，相移區(qū)域的作用如在空間引入適當(dāng)相位躍變的相板。
構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分具有分級(jí)的折射率分布，該分布可以是矩形、階梯形或適于產(chǎn)生更較復(fù)雜形狀相移的任何其他形狀。因此，取決于折射率分布，在信號(hào)傳播模式場(chǎng)中的不同位置上產(chǎn)生不同值的一個(gè)或多個(gè)相位躍變是可能的。
例如，相位躍變?chǔ)心鼙灰氲皆跐M足下列等式的上述類型的光纖中傳播的光信號(hào)傳播模式的相位中，其中λ是光信號(hào)的波長，L是相移區(qū)域的長度，Δn是相移部分的折射率躍變?chǔ)?2＝(Δn)L例如，對(duì)于1550納米(nm)的發(fā)送光信號(hào)和具有10-2折射率躍變的光纖來說，相移區(qū)域的長度L必須是77.5μm。根據(jù)相位躍變區(qū)域的光纖分布，光纖的長度L可以是25μm到1000μm。
要引入的相位躍變的位置由構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分的折射率躍變的徑向位置確定。如果要引入單個(gè)相位躍變，例如將LP01模式轉(zhuǎn)換成LP02模式，則可以使用具有適當(dāng)芯徑e的矩形折射率分布的光纖。
圖4顯示了在單模光纖和HOM光纖中，對(duì)于不同傳播模式，隨角度θ變化的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)。
LP01模式和要求的模式之間的變換功能確定了角度θ1，在該角度有必要引入例如相位躍變?chǔ)校允沟眠h(yuǎn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)于要求的模式，在該例中所述要求的模式是LP02模式。在圖4的例子中，該角度θ1是5.68°。為了獲得具有改進(jìn)重疊的模式轉(zhuǎn)換，可以設(shè)想其他相位躍變分布。
圖5示出在與本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器等效的傅立葉面(Fouier plan)上的光學(xué)裝置。發(fā)送器4對(duì)應(yīng)于以第一種模式傳播的輸入光信號(hào)。焦距為f的透鏡1對(duì)應(yīng)于輸入微透鏡，相板2對(duì)應(yīng)于相移部分20，焦距為f’的透鏡3對(duì)應(yīng)于輸出微透鏡。相板2具有直徑為e、具有相對(duì)于周圍區(qū)域的折射率躍變的中央?yún)^(qū)域，其對(duì)應(yīng)于光纖20的芯。該區(qū)域的直徑e確定了要引入的相位躍變的角位置。
因此，構(gòu)成相移區(qū)域的光纖的芯的直徑e被鏈接到第一和第二微透鏡的焦距f和f’。轉(zhuǎn)換器中輸入模式的擴(kuò)展必須受控，以便由折射率躍變引入的相位躍變相對(duì)于輸入模式的角度分布被正確地定位。
圖6顯示了本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的孔徑比。相板位于傅立葉空間(Fourier space)，輸入光纖(例如單模光纖)位于A，輸出光纖(例如HOM光纖)位于B’。光纖在點(diǎn)A和B’看到相板的相應(yīng)半角θ和θ’被確定。如果兩個(gè)微透鏡10和30的焦距被優(yōu)化，則模式耦合效率被最大化。
接著，定義比率α＝sin(θ)/sin(θ’)。當(dāng)α是θ的線性函數(shù)時(shí)，觀察到最大耦合。對(duì)于與圖4的場(chǎng)分布相應(yīng)的光纖，通過根據(jù)LP01和LP02之間的耦合效率而改變參數(shù)α，已經(jīng)建立了等式α＝aθ+b，a＝0.13，b＝0.09。
已經(jīng)模擬了用本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器耦合1550nm光信號(hào)的LP01模式到LP02模式。角θ1和θ’都被設(shè)置為大約5.68°，這給出θ＝2°。具有矩形折射率分布和折射率躍變10-3的775μm光纖部分用于相移區(qū)域。構(gòu)成相移區(qū)域的光纖芯徑e是輸出微透鏡的焦距f’的函數(shù)，該函數(shù)由等式e＝2f’*tanθ’定義。
認(rèn)為單模光纖中的LP01模式信號(hào)的84％的功率被耦合進(jìn)HOM光纖。
必須理解，構(gòu)成本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的光纖部分的參數(shù)必須根據(jù)要求的應(yīng)用來確定。這樣，在HOM光纖中，針對(duì)色散補(bǔ)償應(yīng)用的將LP01模式轉(zhuǎn)換成LP02模式的本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器和在HOM光纖輸出端被設(shè)計(jì)為將LP02模式轉(zhuǎn)換成LP01模式的相同類型的轉(zhuǎn)換器，或者將LP01模式轉(zhuǎn)換成LP03模式的相同類型的轉(zhuǎn)換器，在輸入、輸出微透鏡方面，將不會(huì)具有相同參數(shù)(LS和LGRIN)或相同相移區(qū)域光纖折射率躍變分布。
例如，對(duì)于更高階模式泵浦或LP03中的色散補(bǔ)償應(yīng)用，可以要求到LP03模式的轉(zhuǎn)換。
特別地，構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分可以具有分級(jí)的折射率分布或者適于向要轉(zhuǎn)換的傳播模式中引入適當(dāng)相位移動(dòng)的其他任何分布。
本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器具有圓形對(duì)稱性。因此，它適于對(duì)任何圓形對(duì)稱模式LP0m實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。
在給出這里通過舉例方式提供的信息，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定的輸入輸出微透鏡的參數(shù)和用于相移區(qū)域的光纖的折射率分布。某些參數(shù)可以由商業(yè)限制或通過具有固定芯徑e和固定折射率躍變?chǔ)進(jìn)行固定，所述商業(yè)限制例如具有特定焦距的特定微透鏡的商業(yè)可用性。
參照使用HOM光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償應(yīng)用中本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器的例子描述了圖1。然而，還可以設(shè)想其他應(yīng)用，例如借助于傾斜布拉格光柵在更高階模式中進(jìn)行增益平坦化。
本發(fā)明的模式轉(zhuǎn)換器同樣可以用于在具有良好放大效率的放大光纖或激光輻射光纖中的泵浦應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種光纖內(nèi)模式轉(zhuǎn)換器，用于轉(zhuǎn)換接收的光信號(hào)的傳播模式，其包含-構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分(10)，所述微透鏡適于擴(kuò)展所述光信號(hào)的波振面，-構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分(20)，所述相移區(qū)域適于將所述光信號(hào)的所述傳播模式轉(zhuǎn)換成另一種傳播模式，以及-構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分(30)，所述輸出微透鏡適于以所述另一種傳播模式發(fā)送所述光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分是接合的，而且所述構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分是接合的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的模式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分具有預(yù)定長度(L)、預(yù)定的折射率分布以及預(yù)定的芯徑(e)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的模式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分的折射率分布包含一個(gè)或多個(gè)躍變(Δn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的模式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分的長度從25微米到1000微米。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的模式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分的芯徑從0.5微米到100微米。
7.一種光系統(tǒng)，包括-適于發(fā)送以第一傳播模式傳播的光信號(hào)的第一光纖(40)，-根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的、適于將所述第一傳播模式轉(zhuǎn)換成第二傳播模式的模式轉(zhuǎn)換器，-適于發(fā)送以第二傳播模式傳播的光信號(hào)的第二光纖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二傳播模式是不同的圓形對(duì)稱模式LP0m。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的光系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(40、50)之一是多模光纖。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)的光系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(40、50)之一是更高階模式(HOM)的光纖。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)的光系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(40、50)之一是色散補(bǔ)償光纖。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)的光系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(40、50)之一是布拉格光柵組分光纖。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)的光系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖(40、50)之一是放大光纖。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光系統(tǒng)，其特征在于，所述放大光纖是激光輻射光纖。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的光系統(tǒng)，其特征在于，所述放大光纖是拉曼放大光纖。
16.根據(jù)權(quán)利要求7至15任一項(xiàng)的光系統(tǒng)，其特征在于，所述光系統(tǒng)還包括權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的第二模式轉(zhuǎn)換器，所述第二模式轉(zhuǎn)換器適于將所述第二傳播模式轉(zhuǎn)換成第一傳播模式。
全文摘要
一種光纖內(nèi)模式轉(zhuǎn)換器，包含構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分，所述輸入微透鏡適于擴(kuò)展光信號(hào)的波振面；構(gòu)成相移區(qū)域的光纖部分，所述相移區(qū)域適于將所述光信號(hào)的傳播模式轉(zhuǎn)換成另一種傳播模式；以及構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分。所述構(gòu)成輸入微透鏡的光纖部分是接合的，而且所述構(gòu)成輸出微透鏡的光纖部分是接合的，相對(duì)于自由空間模式轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換器是致密的并且損耗被降至最低。
文檔編號(hào)G02B6/14GK101014891SQ200580030060
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者C·德巴羅斯, L·普羅沃斯特, P·圣索內(nèi)蒂, P·尚克羅 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司