[实用新型]一种多模-单模混合型光分路器

说明书

本实用新型公开了一种多模‑单模混合型光分路器，其中，该多模‑单模混合型光分路器，包括PLC波导芯片、输入端和输出端，输入端为多模光纤，输出端为单模光纤；PLC波导芯片包括多模输入波导和单模输出波导，分别对应连接多模光纤和单模光纤。一方面可实现把光束质量较差的激光束进行光束整形，进而提升激光光束质量；另一方面也可实现把较高功率激光成功耦合到单模光纤里面去，在高功率激光领域发挥很大的作用。

技术领域

本实用新型涉及光分路器技术领域，尤其涉及一种多模-单模混合型光分路器。

背景技术

在激光应用与光电子通信领域，往往根据不同需求使用光纤分路器对激光束进行分光，目前光纤分路器的制造类型主要有两种：一种是利用熔融拉锥工艺生产的熔锥型(Fused Biconical Taper coupler)，一种是基于光学集成技术生产的平面光波导型(PLCSplitter)。熔融拉锥型分路器是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成(附图1和2)，平面波导型分路器是采用光刻技术,在石英玻璃介质或半导体衬底上形成光波导,从而实现光功率分配(附图3)。这两种类型的分路器分光原理相似，都是通过改变光纤纤芯半径以及改变光纤间的消逝场相互耦合来实现不同大小分光比。

上述这两大类分光技术有一个共同特点，就是输入端与输出端光纤类型相同：大多同为单模光纤，在一些特殊应用中可以同为多模光纤。由于现有光分路器技术其输入端与输出端为相同类型的光纤，若同为单模光纤则绝大部分只能应用于低功率的光纤通信领域，若同为多模光纤则可以应用于短距离光通信及高功率能量传输领域，但其输出端输出激光的光束质量较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多模-单模混合型光分路器，既保证激光功率的高效利用，又保证输出端发射激光的较高的光束质量。解决了较高功率、较差光束质量的激光如何高效利用的问题。

本实用新型提供了一种多模-单模混合型光分路器，包括PLC波导芯片、输入端和输出端，其中，所述输入端为多模光纤，所述输出端为单模光纤；所述光波导芯片包括多模输入波导和单模输出波导，分别对应连接所述多模光纤和单模光纤。

可选地，所述PLC波导芯片的波导宽度由所述多模输入波导向所述单模输出波导逐渐变小。

可选地，所述PLC波导芯片具有一个所述多模输入波导和n个所述单模输出波导，其中，n≥1，n为整数。

可选地，n＝1，2或3。

可选地，所述多模输入波导的宽度d满足以下公式：在上式中，λ为输入激光波长，n₁为波导折射率，n₂为波导周围介质折射率。所述单模输出波导的宽度d满足以下公式：式中各符号意义与上述表述相同。

可选地，所述多模输入波导的宽度为50微米，所述单模输出波导的宽度为5微米。

可选地，所述多模光纤为OM3多模光纤，所述单模光纤为HI1060单模光纤。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种多模-单模混合型光分路器及其制作方法通过输入端的多模光纤把激光束高效地耦合进光波导芯片中，再通过光波导芯片中内部的逐渐变窄的梯形波导后结构设计，光波导芯片中的激光通过单模输出波导连接单根或多根单模光纤耦合输出。一方面可实现把光束质量较差的激光束进行光束整形，进而提升激光光束质量；另一方面也可实现把较高功率激光成功耦合到单模光纤里面去并均匀分配，在高功率激光领域发挥很大的作用。本实用新型技术制作的多模—单模混合型光分路器具有很广泛的应用领域：不光可以应用于光通信及高功率激光领域，还可以应用在发光二极管(LED)照明领域、激光显示领域、科研领域、国防及军工领域、精细测量领域等。可以为生产和生活带来巨大的社会及经济价值。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。