[实用新型]一种新型的多级渐变纤芯级联的宽带模式转换器

权利要求书

1.一种新型的多级渐变纤芯级联的宽带模式转换器，其特征在于，采用多级渐变纤芯级联的光波导实现的宽带模式转换器，包括：纤芯包层(1)、第一级渐变纤芯(2)、第一柱形纤芯(3)、第二级渐变纤芯(4)、第三级渐变纤芯(5)和第二柱形纤芯(6)，其中：

a.纤芯包层(1)AF段均匀覆盖纤芯,半径为R₅，长度为L₁+L₂+L₃+L₄+L₅；

b.第一级渐变纤芯(2)左端作为模式转换器输入端，半径从A点的R₁以指数函数渐变增长到B点的半径R₂，函数形式为其中R为第一级渐变纤芯(2)的半径，以AF方向为z轴向，z₀和z₁分别为A点和B点处的值，z为当前值，第一级渐变纤芯(2)AB段长度为L₁，第一柱形纤芯(3)BC段在第一级渐变纤芯(2)之后，半径为R₂，长度为L₂；

d.第二级渐变纤芯(4)半径从C点的R₂以二次函数渐变减小到D点的半径R₃，函数形式为R＝R₃+(R₃-R₂)·(1-(1-z')²)，其中R为第二级渐变纤芯(4)的半径，z₀和z₁分别为C点和D点处的值，z为当前值，第二级渐变纤芯(4)CD段长度为L₃；

e.第三级渐变纤芯(5)的半径从D点的R₃以另一二次函数渐变减小到E点的半径R₄，函数形式为R＝R₄+(R₄-R₃)·(z')²，其中R为第三级渐变纤芯(5)的半径，z₀和z₁分别为D点和E点处的值，z为当前值，第三级渐变纤芯(5)DE段长度为L₄，第二柱形纤芯(6)EF段在第三级渐变纤芯(5)之后，半径为R₄，长度为L₅。

2.如权利要求1所述的一种新型的多级渐变纤芯级联的宽带模式转换器，其特征在于：

纤芯包层(1)折射率为n₁，第一级渐变纤芯(2)和第一柱形纤芯(3)的折射率为n₂，第二级渐变纤芯(4)、第三级渐变纤芯(5)和第二柱形纤芯(6)的折射率为n₃,且n₁<n₃<n₂。

3.如权利要求1所述的一种新型的多级渐变纤芯级联的宽带模式转换器，其特征在于：增大第一级渐变纤芯(2)和第二级渐变纤芯(4)结束处C点和E点的半径R₂和R₃，同时增大纤芯折射率n₂和n₃，可以实现基阶模式LP₀₁向较高阶模式，即相对于当前实现的转换得到的较高阶LP_0m模式转换。

4.如权利要求1所述的一种新型的多级渐变纤芯级联的宽带模式转换器，其特征在于：光波导结构是圆的，或矩形的；当使用矩形波导时，模式是准LP_0m，而不是严格的LP_0m模式。

5.如权利要求1所述的一种新型的多级渐变纤芯级联的宽带模式转换器，其特征在于：光波导结构是圆形或者矩形的；本模式转换器是在二氧化硅silica平面光波导电路技术上实现。