尤贝+贾宏志+涂建坤

摘要： 为了进一步提高光纤通信传输容量以及突破单模光纤的容量极限，提出了一种新型的模式复用器结构，该结构可以将单模光纤中的纤芯基模转换为双模光纤中的高阶模。基于耦合模理论，通过MATLAB仿真与计算，证明此复用器的模式转换率可以达到100%，转换带宽为10 nm。由于其良好的转换效率和带宽，此复用器装置可以用于模分复用传输系统中来增加光纤通信的传输容量。

关键词： 光纤通信； 复用器； 高阶模； 单模光纤

中图分类号： TN 253 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.05.017

文章编号： 1005-5630（2016）05-0466-005

引 言

双模光纤（two-mode fiber，TMF）能够支持两个模式，所以可以同时传播两个模式，每个模式作为一个独立的数据通道，这样就可以增加光纤通信的容量[1-2]。在模分复用（mode division multiplexing，MDM）传输中，多输入多输出和模式选择性耦合器是复用/解复用模式的两个重要技术。本文提出了一种新颖的模式复用器结构，它的结构是基于两根平行放置的长周期光纤光栅（long-period fiber grating，LPFG），原理是基于光纤光栅的模式耦合和模式在两根光纤之间的耦合[3]。新模式在此复用器传输过程中，不会出现耦合干扰，所以可以将它应用于模分复用传输系统中。

1 模式复用器结构

本文提出的模式复用器是基于平行放置的LPFG结构，如图1所示。模式的耦合过程：首先，单模光纤（SMF）中的基模LP01经过光栅耦合到包层模HE13；然后，此包层模耦合到双模光纤（TMF）中同样的包层模HE13；最后，TMF中的包层模HE13经过倾斜光栅耦合到所需要的高阶模LP11[4]。在此过程中，包层模HE13作为两根光纤之间耦合的媒介模。……