[发明专利]介质波导

说明书

本发明涉及一种具有至少一根光纤的介质波导，其包括至少一个第一部分，用于传输具有小于第一限制频率的最大频率的信号；以及至少一个第二部分，用于传输具有小于第二限制频率的最大频率的信号；其中所述第二限制频率小于所述第一限制频率。

技术领域

本发明涉及一种介质波导。

背景技术

已知具有单模光纤的介质波导。此外还已知具有多模光纤的介质波导。在这方面，例如参考《介质波导的本质》(“The essence of dielectric waveguides”)C.Yeh，F.Shimabukuro，Springer 208，第66-76页。

由于基本上防止了模色散，因此使用单模波导是有利的。但是，单模波导通常比多模波导具有更高的波导色散，从而降低了最大可传输数据速率。

介质多模波导可具有比介质单模波导更低的波导色散，而且对不连续性(例如弯曲)的敏感度更低。但是，如果在馈电或不连续性中激发更高模式，则发生模式色散，这降低了最大可传输数据速率。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种介质波导，其结合了具有较高模数的光纤的优点和具有较低模数的光纤的优点。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的组件和/或通过具有权利要求10的特征的方法来实现。

因此，本发明提供以下技术方案。

-一种具有至少一根光纤的介质波导，其包括至少一个第一部分，用于传输具有小于第一限制频率的最大频率的信号；以及至少一个第二部分，用于传输具有小于第二限制频率的最大频率的信号；其中所述第二限制频率小于所述第一限制频率。

沿着介质波导传播的波可以根据波导的性质以不同的场配置出现。这些不同的场配置被称为模式。如果在介质波导中仅传导基本模式，则将其称为单模波导。如果介质波导可以传导多个和/或更高模式，则将其称为多模波导。

术语“更高模式”是指其各自的限制高于待传输数据的模式的限制频率的模式。

在介质波导的设计中，要考虑由此引起的色散。色散是波导的特性，信号分量在波导中以不同的速度传播，因此最大数据速率受到限制。介质波导中存在两种色散：波导色散和模式色散。

波导色散描述了基本模式的频率相关的传播速度，例如数据在该模式传输。波导色散既发生在单模波导中，也发生在多模波导中。

相反，模式色散指的是各个模式的不同传播速度。多模波导可以比单模波导具有更小的波导色散。但是，由于模式色散，这种优势经常被削弱。

如果传输数据的模式被耦合到其他更高模式，则可能发生数据信号的失真并可能达到的数据速率的限制。

本发明的基本构思是过滤和/或阻尼介质波导中被激发的更高模式，从而降低模式色散。因此，可以更好地利用多模波导的优点，因为多模波导比没有模式色散的单模波导具有更好的传输特性。

此外，由于模式滤波器，在介质波导的设计中可以实现更高的自由度，因为对模式色散的考虑起着较小的作用。因此，例如，在具有圆形横截面的波导的情况下，如果接受更高模式也可以通过该波导传导，则可以实现最小的波导色散。更高模式下的性能可能会被模式滤波器降低，从而可以实现色散优化的传输。

本发明的核心是将在该波导中传导的具有减少模式数量的介质波导的一段并入具有更高模式数量的介质波导中。

有利的实施例和改进方案可由其他从属权利要求和参照附图的描述得出。

显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下文中将要解释的特征不仅可以以各自指定的组合使用，还可用于其他组合或单独使用。