[发明专利]基于双包层光纤的多模/单模光纤连接器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双包层光纤的多模/单模光纤连接器，属于光纤通信技术领域。

背景技术

光纤通信系统中，为了实现不同设备之间的连接，需要使用光纤连接器来实现能量的直接耦合，以使发射光纤输出的光能量可以最大限度地耦合到接收光纤中去。多模光纤与单模光纤由于结构尺寸、模场直径及传光原理等不同，它们之间的直接连接光学损耗很大，通常需要外加连接装置。现有多模/单模光纤之间的连接通常使用以下方法：

使用外置透镜组耦合，在不同模式的光纤之间加入透镜组进行耦合实现模式转换，这种转换方式由于加入了外加器件，光路对准难度大，受外界环境影响大，稳定性差；使用透镜光纤，通过研磨抛光、腐蚀等方法直接将光纤端面加工成类似透镜的形状从而达到模式转换的目的；使用锥形光纤，使用火焰或者化学蚀刻的方法制做拉锥光纤，实现多模到单模的转换。上述方法制作过程复杂，精度不高。

发明内容

针对以上多模/单模光纤连接方法存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于双包层光纤的多模/单模光纤连接器，可以提高能量耦合效率，制作工艺简单，可靠度高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于双包层光纤的多模/单模光纤连接器，包括单模光纤、一段长度双包层光纤、多模光纤。其特征在于所述双包层光纤具有内包层、外包层两个包层和纤芯，所述单模光纤具有纤芯和包层，所述多模光纤具有纤芯和包层。所述双包层光纤的纤芯与外包层折射率相同并且略高于内包层，双包层光纤的纤芯直径与单模光纤的纤芯相同，内包层的直径与多模光纤的纤芯相同；所述单模光纤、一段长度双包层光纤、多模光纤依次首尾熔接，构成本连接器。

上述单模光纤另一端为连接器单模光纤接口；

上述多模光纤另一端为连接器多模光纤接口；

上述双包层光纤长度为其拍长的整数倍；

本发明的工作原理：

在本连接器中，双包层光纤由其特殊的结构，充当了耦合器的角色，具有分光与合光的功能。多包层比单模光纤多了一层同轴的内包层，我们对内包层进行适当的掺杂，可以使对应的内包层折射率降低。正是这种特殊的结构使得光波在传播过程中，纤芯区域和外包层区域发生能量耦合，从而达到了分光与合光的目的。我们把能量耦合程度最大时的波长定义为谐振波长，此时光的传播长度定义为拍长。

从单模光纤输入的光能量，经过单模光纤纤芯进入双包层光纤纤芯后，在传输过程中双包层光纤纤芯能量耦合至内包层，由于内包层的直径和多模光纤纤芯相同，相比单模光纤与多模光纤直接连接会有更多的能量进入多模光纤纤芯，提高模式转换的效率。

从多模光纤输入的光能量，经过多模光纤纤芯进入双包层光纤内包层后，在传输过程中内包层的能量耦合至双包层光纤纤芯，由于双包层光纤纤芯的直径和单模光纤相同，相比多模光纤与单模光纤直接连接会有更多的能量进入单模光纤，提高模式转换效率。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

（1）采用全光纤结构，制作工艺简单，成本低，易于系统集成；

（2）通过双包层光纤的纤芯和内包层之间的能量耦合实现模式转换，转换效率高。

附图说明

图１是本发明的结构图。

图2是图1示例中双包层光纤的结构及其折射率分布图。

图3是图1示例在通信波长下的模拟计算能量分布图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图说明如下：

实施例一：

参见图1，一种基于双包层光纤的多模/单模光纤连接器，包括单模光纤（1）、一段长度双包层光纤（2）、多模光纤（3）。其特征在于所述双包层光纤（2）具有内包层（d）、外包层（c）两个包层和纤芯（e），所述单模光纤（1）具有纤芯（b）和包层（a），所述多模光纤（3）具有纤芯（g）和包层（f）。参见图2，所述双包层光纤（2）的纤芯（e）与外包层（c）折射率相同并且略高于内包层（d），双包层光纤（2）的纤芯（e）的直径与单模光纤（1）的纤芯（b）相同，内包层（d）的直径与多模光纤（3）的纤芯（g）相同；所述单模光纤（1）、一段长度双包层光纤（2）、多模光纤（3）依次首尾熔接，构成本连接器。

上述单模光纤（1）另一端为连接器单模光纤接口；

上述多模光纤（3）另一端为连接器多模光纤接口；

上述双包层光纤（2）长度为其拍长的整数倍；