[实用新型]一种光纤传输模式控制装置

说明书

本实用新型公开一种光纤传输模式控制装置，涉及光纤通讯技术领域，主要包括光源、耦合透镜、多模传输光纤、少模光纤滤模器和光接收器；光源产生光脉冲信号，耦合透镜将光脉冲信号耦合至多模传输光纤，并通过多模传输光纤传输；少模光纤滤模器用于滤除传输在多模传输光纤中较高阶子模式群光脉冲信号，获得过滤后的光脉冲信号；光接收器将接收到的过滤后的光脉冲信号转化为电脉冲信号。因此，本实用新型通过设置光纤滤模器能够减少和控制在光纤传输系统的光路中实际传输的模式数量，从而降低光信号模式色散量和光信号脉冲的展宽或畸变，增大光纤的有效模式带宽。

技术领域

本实用新型涉及光纤通讯技术领域，特别是涉及一种光纤传输模式控制装置。

背景技术

多模光纤自上世纪80年代进入市场以来，经历了从OM1、OM2、OM3、 OM4的演进。其中，OM3是针对垂直腔面发射激光光源优化的多模光纤，有效模式带宽(EMB,EffectiveModal Bandwidth)达到2000MHZ.Km，支持 100GBase-SR10距离达到100米，而OM4有效模式带宽(EMB)相比OM3提高了1倍多，达到4700MHZ.Km，然而支持100GBase-SR10距离仅有150米，相对于OM3光纤，100G以太网传输距离仅仅增加了50％，仍然无法满足未来网络的需求。经研究发现由于多模光纤的模式色散导致所传输信号的失真，限制了多模光纤的有效模式带宽，进而导致无法长距离的传输信号。因此，如何降低多模光纤的模式色散，是目前光纤通讯领域急需要解决的技术问题。

此外，通常所谓的单模光纤截止波长实际为光缆截止波长，只是在光纤长度较长时，其基模以上的高阶模式能量被损耗掉，形成了单基模传输，但在光纤较短时，却可以维持一个以上的纤芯传导模式(Guided Mode)，模式间会发生干涉；对于弯曲不敏感的双包层单模光纤，参与模间干涉的模式，除了上述的纤芯中一个以上的传导模式外，其第一包层中的模式也会与纤芯中的传导模式发生干涉。这些模式间的干涉，会造成光纤器件的波长相关性指标变差。因此，如何维持短单模光纤的单基模传输，也是目前光纤通讯领域急需要解决的技术问题。本实用新型将上述两种名义上的单模光纤统称为光缆单模光纤。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光纤传输模式控制装置，能够减少和控制在多模光纤传输系统中光路实际传输的模式数量，从而降低光信号模式色散量和光信号脉冲的展宽或畸变，同时降低短的光缆单模光纤中的模式间干涉。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种光纤传输模式控制装置，包括：光源、耦合透镜、第一少模光纤滤模器、第一多模传输光纤和光接收器；

所述光源用于产生光脉冲信号，所述耦合透镜用于将所述光脉冲信号耦合至所述第一少模光纤滤模器；所述第一少模光纤滤模器用于过滤所述光脉冲信号中的高阶子模式群光脉冲信号和中阶子模式群光脉冲信号，获得低阶子模式群光脉冲信号，并将所述低阶子模式群光脉冲信号以高耦合效率方式注入所述第一多模传输光纤；所述第一多模传输光纤用于将所述低阶子模式群光脉冲信号传输至所述光接收器；所述光接收器用于将接收到的所述低阶子模式群光脉冲信号转化为电脉冲信号。

可选的，所述第一少模光纤滤模器为特定工作波长下特定归一化频率的少模光纤；其中，所述少模光纤的模式数量为2至40个；

所述第一少模光纤滤模器的少模光纤的进光端的基模模场与所述第一少模光纤滤模器的少模光纤的入射光的基模模场的匹配度大于设定阈值；所述第一少模光纤滤模器的少模光纤的出光端的基模模场与所述第一少模光纤滤模器的少模光纤的出射端的接收光纤的基模模场的匹配度大于设定阈值；所述匹配度为耦合效率值；所述接收光纤为所述第一多模传输光纤的接收光纤。

可选的，所述耦合透镜以最高耦合效率方式将所述光脉冲信号耦合至所述第一少模光纤滤模器，使得光脉冲信号分布在所述第一少模光纤滤模器的基模模式或者低阶模式上。

为实现上述目的，本实用新型还提供了如下方案：