[发明专利]OAM模式复用器件、制造方法及复用方法

权利要求书

1.一种轨道角动量OAM模式复用器件，其特征在于，包括：

呈锥形的选模光子灯笼，包括：选模光子灯笼输入端及选模光子灯笼输出端，所述选模光子灯笼输出端处于所述锥形包括的直径最小的锥腰区，所述选模光子灯笼输入端处于所述锥形上除所述锥腰区以外的区域，

所述选模光子灯笼输入端包括：玻璃套管的入口及所述入口处不同直径的多根单模光纤，所述入口处多根单模光纤以固定排布从所述入口插入所述玻璃套管内，以及

所述选模光子灯笼输出端包括：呈熔合状态的所述玻璃套管的出口，及所述出口处不同直径的多根单模光纤，所述出口处多根单模光纤包括：呈熔合状态的单模光纤包层及泄漏至所述单模光纤包层外侧的单模光纤纤芯；

熔接于所述选模光子灯笼输出端，和设于模式偏振控制器之间的K模光纤，所述K模光纤与所述选模光子灯笼输出端匹配；

所述模式偏振控制器，包括：设有凹槽的圆环桨，所述K模光纤以固定圈数固定缠绕在所述凹槽上。

2.如权利要求1所述的轨道角动量OAM模式复用器件，其特征在于，所述多根单模光纤的总根数取值范围为大于1，且小于10，所述K模光纤为少模光纤。

3.如权利要求1所述的轨道角动量OAM模式复用器件，其特征在于，所述多根单模光纤的总根数取值范围为大于10，所述K模光纤为多模光纤。

4.如权利要求1所述的轨道角动量OAM模式复用器件，其特征在于，所述固定圈数的取值范围为大于0，且小于或等于20。

5.一种轨道角动量OAM模式复用器件的制造方法，其特征在于，包括：

将不同直径的多根单模光纤，以固定排布插入玻璃套管；

对插入有多根单模光纤的玻璃套管进行拉锥，形成呈锥形的选模光子灯笼，并且形成的选模光子灯笼输出端处包括呈熔合状态的所述玻璃套管的出口，呈熔合状态的单模光纤包层及泄漏至所述单模光纤包层外侧的单模光纤纤芯，所形成的锥形包括直径最小的锥腰区，所述选模光子灯笼输出端处于所述锥腰区；

将与所述选模光子灯笼输出端匹配的K模光纤的一端，熔接于所述选模光子灯笼输出端；

将所述K模光纤的另一端以固定圈数固定缠绕在模式偏振控制器中圆环桨的凹槽内。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的制造方法还包括：选取所述多根单模光纤的总根数取值范围为大于1，且小于10时，选取所述K模光纤为少模光纤；或者选取所述多根单模光纤的总根数取值范围为大于10，选取所述K模光纤为多模光纤。

7.一种轨道角动量OAM模式复用方法，应用于如权利要求1至4任一项所述的轨道角动量OAM模式复用器件，其特征在于，所述方法包括：

选模光子灯笼，接收由选模光子灯笼输入端中多个单模光纤中任两个单模光纤输入的光信号，与所述选模光子灯笼输出端包括呈熔合状态的所述玻璃套管的出口，呈熔合状态的单模光纤包层及泄漏至所述单模光纤包层外侧的单模光纤纤芯相激发，产生多个非对称高阶线偏振LP模，作为固定的LP模，所述选模光子灯笼输出端输出所述固定的LP模；

模式偏振控制器，通过K模光纤接收所述固定的LP模，将所述固定的LP模分解为两个正交偏振态高阶LP模式，并将所述两个正交偏振态高阶LP模式进行偏振和模式控制，得到每个偏振态高阶LP模式的两个相位差；将所有相位差进行固定圈数累积，产生并且复用左旋的多个OAM模式和右旋的多个OAM模式，输出左旋的多个OAM模式和右旋的多个OAM模式，所述固定圈数为K模光纤以固定圈数固定缠绕在所述模式偏振控制器中圆环桨的凹槽内的圈数，所述左旋的多个OAM模式和右旋的多个OAM模式一一对应。

8.如权利要求7所述的复用方法，其特征在于，所述将所述两个正交偏振态高阶LP模式进行偏振和模式控制，得到每个偏振态高阶LP模式的两个相位差，包括：

将所述两个正交偏振态高阶LP模式进行偏振和模式控制，分别获取所述模式偏振控制器中圆环桨的凹槽的法线方向和切线方向的双折射线；

将所述模式偏振控制器中圆环桨的凹槽的法线方向和切线方向的双折射线，确定为每个偏振态高阶LP模式的两个相位差。