CN113820787A - 一种单模多模调模器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单模多模调模器件及其制备方法，该单模多模调模器件包括多模光纤、单模光纤和拉锥光纤，拉锥光纤相对的两端分别与多模光纤和单模光纤低损耗熔融连接在一起。本发明采用光纤拉锥的方式来实现单模光纤和多模光纤的信号传输过渡，拉锥光纤锥区纤芯直径是平滑渐变的过渡，不存在模场畸变，有效降低传输损耗；单模光纤中信号经过拉锥光纤激发的低阶模/高阶模低损耗传入到多模光纤中；单模光纤激发的模场在多模光纤中传输，在多模光纤由拉锥光纤渐变过渡传输到单模光纤中，损耗在0.5dB以内；光纤的熔接损耗目前能够做到0.1dB以下；为数据中心的单模光模块可直接通过单模光纤接入到多模光纤中传输提供支撑。
Description
技术领域
本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种单模多模调模器件及其制备方法。
背景技术
在光通信和数据传输领域，目前最常用传输链路是光纤传输，具备容量大、速度快、 稳定性好、性价比高、能耗低等优点。光纤传输应用最多的是单模光纤和多模光纤两个类 型。
目前单模光纤(SMF：Single-Mode Fiber)纤径参数一般为9/125μm。单模光模块的工 作波长一般是1310nm、1550nm，单模光模块的光源是LD或光谱线较窄的LED，主要用 于长距离通信，主要配合应用光模块是DFB(Distributed Feedback Laser)激光器光源单模光模块。单模光纤成本低，但单模光模块的成本高。
目前多模光纤(MMF：Multi-Mode Fiber)纤径参数一般为50/125μm或62.5/125μm。多模光纤纤芯折射率分布是渐变型的，主要是为了降低各个模式之间的传输时延。多模光模块多用于短距离传输中，传输距离一般在2km以下，多模光纤的传输特性如表1和表2 所示，表1为OM2/OM3/OM4在不同传输速率下的传输距离表，表2为OM2/OM3/OM4 带宽要求。在多模光纤的通信和数据传输系统中，多模光模块的工作波长一般是850nm， 光源是VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)激光器。虽然多模光纤的成本高， 但是多模传输系统的优势在于多模光模块造价低。目前常用的光模块的单个传输速率在 25G，经过光模块内部的激光器组合可形成100G、400G乃至800G的信号输出。
表1
表2
“新基建”政策推动企业和政府大规模建立数据中心，用于通信、存储和数据计算。目前，国内数据中心主要采用OM3/OM4多模光纤作为光纤通道、传输媒介来连接服务器 和存储设备。各地方、各运营商和企事业单位推动数据中心项目指数增长，直接投资数额 和拉动经济增长量都十分可观。随着5G通信时代的快速发展，大容量、高频段和多业务 接入的移动通信网络建设面临诸多挑战。如数据中心的降功耗与热管理、容量和带宽提升、 光模块升级换代、运营和维护成本降低等都是当下数据中心所不可回避的问题。
远距离传输单模光纤数据信号需要输入到数据中心多模光纤，但目前的单模光纤配备 的单模光模块，多模光纤配备的是多模光模块，二者不能交叉使用。光模块如能复用可很 大程度上降低成本，减少中间器件和设备。随着单模的光模块的国产化进程加快，成本不 断降低，未来有望数据中心大规模使用单模光模块，这就需要提供一种单模多模的调模器 件，链接单模光模块与数据中心的多模光纤。
目前主要模式转换调模技术是模式解复用，利用模式解复用器将高阶模式信号从少模 光纤转变为基模信号，再利用模式复用器将基模信号转变为所需的高阶模信号。目前模式 解复用技术支持少模光纤中的高阶模，对多模光纤中的模式转变和调模受限。该技术实施 时系统组成较为复杂，成本高，不适合大规模的通信链路的集成应用。
目前的单模到多模的模式转换的技术已有不少公开发明，如利用光纤纤芯微结构特性， 硅基波导芯片集成方式等。
中国发明专利CN110515159B利用飞秒激光将中间的少模激励光纤的纤芯去除，形成 端面微结构空气层作为单模LP01与少模LPmn模式转换，实现基模与少模之间的传输。
中国发明专利CN104834059B采用硅基或InP波导复用器件将输入基模光束经过相移 器和连接波导转换成多个高阶模式光束，起到基模向高阶模式转换调模作用。
中国实用新型专利CN211669405U采用光纤模式转换器、绕线器和散热风扇组成一种 具有接头转接结构的光纤模式转换器，通过接口转换盒内部不同的接头转动来选择提供不 同的接头。
上述这些专利的调模器件制备难度较大，中国发明专利CN104834059B中飞秒激光加 工光纤微米级纤芯控制难度大，在微米级纤芯硅基材料上加工需要精密夹具和控制系统支 撑。中国发明专利CN110515159B波导结构需要做多波导芯片设计，中国实用新型专利CN211669405U用绕线器、转换器及散热风扇的模式转换器所用的部件多，器件体积很大，不利于通信系统集成。
应用光纤的熔融拉锥技术制备光纤器件也有相关报道，这是制备模式耦合器的常规技 术手段。
中国发明专利CN 109799200A，采用单模光纤拉锥与多模光纤纤芯失配熔接，以此获 得高折射率差值，从而使得该部分光纤具有折射率变化对应较灵敏的光学倏逝场用于光纤 传感，可用于探测溶液或气体浓度。
中国发明专利CN111999806A，采用包层负掺杂的单模光纤预拉锥后与多模光纤进行 熔融拉锥制备定向模式耦合器。该模式耦合器件至少三个拉锥区域，会增加器件的插入损 耗。
以上两个专利均采用拉锥方式制备光纤器件，均在单模光纤上进行拉锥制备器件，由 于单模光纤的纤芯直径小，对应单模传输的模场小，熔融拉锥后会直接影响单模光束传输 模场，也即相应增加器件插入损耗。一般情况下从多模光纤直接熔接单模光纤，在25G高 速率传输时，器件传输损耗可达到6dB以上，如果单模光纤进行拉锥处理，传输损耗可以 达到10dB以上，不利于大容量高带宽的数据传输。
因此，在大容量数据的高速率传输时，既要保持信号的传输损耗低(失真少、噪音低)， 又要保持信号传输的高带宽。但目前尚未发现行之有效且成本低的技术手段实现数据中心 高速传输单模多模之间调模低损耗转换，实现单模和多模光纤的信号复用传输。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种单模多模调模器件及 其制备方法。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种单模多模调模器件，包括多模光纤、单模光纤和拉锥光纤，所述拉锥光纤的纤芯 直径分别与多模光纤及单模光纤的纤芯直径相适配，拉锥光纤具有平滑过渡的锥区，拉锥 光纤的纤芯直径沿单模光纤至多模光纤方向渐变扩大，拉锥光纤相对的两端分别与多模光 纤和单模光纤熔融连接在一起，单模光纤的基模模场信号通过拉锥光纤渐变扩大模场输入 到多模光纤中，由拉锥光纤激发的低阶模/高阶模能低损耗传入多模光纤中，多模光纤中的 低阶模/高阶模通过拉锥光纤均匀渐变模场约束激发成基模耦合到单模光纤中，起到单模与 多模的调模作用。
进一步的，所述拉锥光纤与多模光纤和单模光纤的熔接点处均套设于第一套管内，第 一套管外部套设有第二套管，用于固定多模光纤和单模光纤，多模光纤和单模光纤裸漏于 第二套管外部的部分均包覆有外护套。
进一步的，所述拉锥光纤的纤芯直径不小于多模光纤的纤芯直径，拉锥光纤的纤芯直 径与单模光纤的纤芯直径相同。
进一步的，所述单模光纤的纤芯直径为4-14μm，纤芯折射率分布为阶跃型，传输波段 为C、L波段。
进一步的，所述第一套管的外部套设相适配的第二套管，所述第二套管为金属管，第 二套管内注有固定胶水，用于固定第一套管和内部的光纤，并导出光纤熔接点处由于损耗 所泄露的激光。
进一步的，所述第一套管采用石英管，外直径为2mm，内直径为1-1.4mm，石英管对0.8-1.6μm波段的光透过率不低于95％。
本发明公开了一种单模多模调模器件的制备方法，包括以下步骤：
1)根据多模光纤和单模光纤的纤芯直径与折射率参数选择合适的预拉锥光纤用于制 备拉锥光纤，根据Marcuse理论计算预拉锥光纤需要拉锥到单模光纤匹配的拉锥光纤纤芯 所需的拉锥比和拉锥长度，确保拉锥光纤的纤芯直径不小于多模光纤的纤芯直径，随后在 拉锥设备上固定预拉锥光纤，设置好需要的拉锥比例及拉锥长度，使用拉锥设备对预拉锥 光纤进行拉锥得到所需拉锥光纤；
2)对步骤1)所得拉锥光纤相对的两端进行精密切割，端面倾斜在0.3°以内，随后将拉锥光纤相对的两端分别与多模光纤和单模光纤熔融连接在一起；
3)将拉锥光纤与多模光纤和单模光纤的熔接处分别套设于第一套管内，第一套管外 部套设相适配的金属管，金属管内注有固定胶水；
4)待拉锥光纤及其两端的熔接处在第一套管内固化后，在第一套管外部套设上第二 套管，固定住多模光纤和单模光纤；最后，在多模光纤和单模光纤裸漏于第二套管6外部的部分分别包覆外护套，制成所需单模多模调模器件。
进一步的，在单模光纤传输的基模模场直径近似为高斯光束的腰斑直径，根据Marcuse 有效模场直径理论，单模光纤中的高斯光束的LP01模式的交叠积分为：
其中，
代表归一化的高斯光束电场分布：
式中：
n0：空气的折射率；
neff：基模的有效折射率；
GLP01：高斯光束与光纤基模的交叠积分；
E0：光纤入射光场；
r：光纤的纤芯半径。
进一步的，所述单模光纤内光束有效模场直径WM的计算公式为：
式中：
V：光纤纤芯的归一化频率；
r：光纤的纤芯半径；
光纤纤芯的归一化频率V的计算公式如下列公式(4)：
V＝2πrNA/λ (4)
式中：NA.为光纤纤芯数值孔径；λ为传输的信号波长。
所述拉锥光纤为阶跃型光纤时，拉锥光纤中光束的有效模场按公式(3)计算得到；
所述拉锥光纤为渐变型光纤时，拉锥光纤中光束的有效模场按公式(3)近似计算得 到。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种单模多模调模器件及其制备方法，该单模多模调模器件包括多模光 纤、单模光纤和拉锥光纤，拉锥光纤的纤芯直径分别与多模光纤及单模光纤的纤芯直径相 适配，拉锥光纤具有平滑过渡的锥区，拉锥光纤的纤芯直径沿单模光纤至多模光纤方向渐 变扩大，拉锥光纤相对的两端分别与多模光纤和单模光纤熔融连接在一起，拉锥光纤与多 模光纤和单模光纤的熔接处均套设于第一套管内，第一套管外部套设有第二套管，用于固 定多模光纤和单模光纤，多模光纤和单模光纤裸漏于第二套管外部的部分均包覆有外护套， 单模光纤的信号输入到多模光纤中时单模光纤的基模模场信号通过拉锥光纤渐变扩大模 场输入到多模光纤中，由拉锥光纤激发的低阶模/高阶模能低损耗传入多模光纤中，多模光 纤中的低阶模/高阶模通过拉锥光纤均匀渐变模场约束激发成基模耦合到单模光纤中，起到 单模与多模的调模作用。本发明的拉锥光纤是经过氢氧焰、石墨电极、CO2激光光源等热 源将光纤熔融拉长，按照原有纤芯包层直径进行等比例纤径减小工艺处理后得到具有锥形 结构光纤，采用光纤拉锥的方式来实现单模光纤和多模光纤的信号传输过渡，拉锥光纤锥 区纤芯直径是平滑渐变的过渡，不存在模场畸变，可以有效降低传输损耗；单模光纤与单 模光模块输出端匹配，单模光纤中信号经过拉锥光纤激发的低阶模/高阶模可以低损耗的传 入到多模光纤中，损耗一般在0.3dB以内；单模光纤激发的模场在多模光纤中传输，在多 模光纤由拉锥光纤渐变过渡传输到单模光纤中，损耗在0.5dB以内；光纤的熔接损耗目前 能够做到0.1dB以下，大大降低了器件的插损；采用第一、第二套管进行封装，封装效果 好，封装规格标准，封装体积小，易于通信系统集成应用，有效提高器件的成品率，易于 实现产业化生产；本发明解决了数据中心大容量高带宽数据传输等场景中多模光纤和单模 光纤之间的信号传输问题，为数据中心的单模光模块可直接通过单模光纤接入到多模光纤 中传输提供支撑。
附图说明
图1为本发明的单模多模调模器件的结构示意图；
图2为本发明的单模多模调模器件的封装结构示意图；
图3为本发明实施例1的性能测试示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技 术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有 构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图 界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概 念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
如图1-3所示，一种单模多模调模器件，通过采用Marcuse理论指导精确制备匹配多 模光纤1的纤芯模场与单模光纤2的模场的拉锥光纤3，再通过低损耗熔接方式将拉锥光纤3两端分别与多模光纤1和单模光纤2相连接，单模光纤2中的信号输入到多模光纤1 中，期间通过拉锥光纤3渐变扩大输入到多模光纤1中，多模光纤1中低阶模/高阶模通过 拉锥光纤3均匀渐变模场约束激发成基模耦合到单模光纤2中，起到单模与多模的调模作 用。
该单模多模调模器件具体包括多模光纤1、单模光纤2和拉锥光纤3，拉锥光纤3的纤芯直径分别与多模光纤1及单模光纤2的纤芯直径相适配，拉锥光纤3具有平滑过渡的 锥区，拉锥光纤3的纤芯直径沿单模光纤2至多模光纤1方向渐变扩大，拉锥光纤3相对 的两端分别与多模光纤1和单模光纤2熔融连接在一起。本发明的单模光纤2的基模模场 信号通过拉锥光纤3渐变扩大模场输入到多模光纤1中，由拉锥光纤3激发的低阶模/高阶 模能低损耗传入多模光纤1中；多模光纤1中的低阶模/高阶模通过拉锥光纤3均匀渐变模 场约束激发成基模耦合到单模光纤2中，起到单模与多模的调模作用。
多模光纤1为可以传输多个模式的光纤，包含少模光纤和/或标准规格OM1、OM2、OM3、OM4、OM5的多模光纤，纤芯折射率分布是渐变型。多模光纤1的纤芯直径规格 一般为62.5μm、50μm，少模光纤的纤径直径规格为15-50μm，包层直径一般为125μm。
单模光纤2的纤芯纤径为4-14μm，包层直径一般为125μm，纤芯折射率分布为阶跃型， 传输波段为C、L波段。单模光纤2与单模光模块输出端匹配，常用的规格是SMF-28型，纤径8/125μm，纤芯数值孔径NA.为0.14，模场直径为8.8-9.6μm@1310nm， 9.9-10.9μm@1550nm，传输损耗为0.18dB/km@1550nm、0.32dB/km@1310nm。
拉锥光纤3的精确制备是本发明器件的关键步骤，需要高精度控制制备。拉锥光纤3 是经过氢氧焰、石墨电极、CO2激光光源等热源将光纤熔融拉长，按照原有纤芯包层直径进行等比例纤径减小工艺处理后得到具有锥形结构的光纤。光纤熔融拉长对应的专用光纤拉锥设备，如美国3SAE的LDS2.5与TMS-01-0400，国产讯泉XQ7190等设备，均可实现 大直径光纤的熔融拉锥，均可以设置光纤的拉锥比、拉锥行程等参数，以及光纤加热热源 的功率。
拉锥光纤3制备前，需要对制备拉锥光纤3的原光纤进行理论计算，以确定拉锥比、拉锥长度等参数。在单模光纤2传输的基模的模场直径可以近似为高斯光束的腰斑直径，根据Marcuse的有效模场直径理论，单模光纤2中的高斯光束的LP01模式的交叠积分为：
其中，
代表归一化的高斯光束电场分布：
式中：
n0：空气的折射率；
neff：基模的有效折射率；
GLP01：高斯光束与光纤基模的交叠积分；
E0：光纤入射光场；
r：光纤的纤芯半径。
根据能量守恒和亮度守恒原理阶跃型折射率光纤的Marcuse的有效模场直径(WM)的 关系式：
可以得出阶跃型折射率光纤即单模光纤2内光束有效模场直径 的计算公式为：
式中：V为光纤纤芯的归一化频率，计算公式如下列公式(4)：
V＝2πrNA/λ (4)
式中：NA.为光纤纤芯数值孔径；λ为传输的信号波长。
在拉锥光纤3中光束的有效模场可以用上述公式定量计算。依此指导拉锥光纤3的拉 锥参数控制。拉锥光纤3如是阶跃型的光纤可以直接套用公式(3)，如果是渐变型的可以用公式(3)作近似取值。
本发明公开了一种单模多模调模器件的制备方法，包括以下步骤：
1)制备拉锥光纤：根据多模光纤1和单模光纤2的纤径与折射率参数选择合适的光纤制备拉锥光纤3，如多包层的50/70/250μm光纤、双包层的50/250μm规格光纤等，一般 制备拉锥光纤3的光纤纤芯直径不小于多模光纤1的纤芯直径。根据Marcuse理论计算拉 锥光纤3需要拉锥到单模光纤2匹配的纤芯所需的拉锥比及拉锥长度。单根大直径光纤的 熔融拉锥设备，如国产和进口拉锥机都可以完成，具体步骤为：
拉锥机开启后火头预热，排除其中的气体杂质，调整好夹具水平及左右准直；拉锥机 上固定预制备的光纤，设置好需要的拉锥比、拉锥长度、火头功率等参数，随后拉锥得到拉锥光纤3，拉锥光纤3具有平滑过渡的锥区；完成拉锥操作后，静置大约5min等待光纤 冷却；
2)制备好拉锥光纤3后用光纤切割刀精密切割拉锥光纤3一端，或者采用拉锥机自带的精密切割刀定位锥区并完成精密切割，一般用藤仓公司CT-105、CT-106等高精度切 割刀，可以切割不同直径光纤，切割端面的角度要求小，端面倾斜在0.3°以内；
3)切割好的拉锥光纤3一端清洁后对应与单模光纤2或多模光纤1低损耗熔接。采用火头功率可控的熔接机，如藤仓的100M与100P+、Vytran的3400与3600等型号均可 满足低损耗熔接需求；
4)用光纤切割刀精密切割拉锥光纤3的另一端，在该操作过程中注意保护好已经熔 接好的熔点。该过程中要注意选择合适的切割夹具，如果是拉锥光纤3的锥区端，极其容易断裂，需要预先调整好切割刀对应纤径的程序，一般拉锥后直径低于125μm；
5)切割好的拉锥光纤3另一端与对应的多模光纤1或单模光纤2低损耗熔接，熔接方法同步骤3)；
6)拉锥光纤3两端熔接处放入第一套管5内，第一套管5采用石英管，石英管的外径一般为2mm，内直径为1-1.4mm，长度一般在60mm以内，如果拉锥长度多于60mm， 石英管的长度相应延长。石英管对0.8-1.6μm波段的光透过率不低于95％；
7)拉锥光纤3及两端熔点在石英套管内固化后，在第一套管5外部用金属制的第二套管6封装固定；第二套管6的外径3-5mm，第二套管6为金属管，第二套管6内注有固 定胶水，固定胶水采用透明环氧类A、B混合胶水，该胶水可用于固定第一套管5和内部 的光纤，并导出由于熔点损耗所泄露的激光，避免器件激光持续照射产生发热；
8)裸露于第二套管6外部的多模光纤1与单模光纤2外部包覆上外护套，一般为塑料保护套，有一定的韧性和抗压强度。
实施例1
一种单模多模调模器件的测试示意图如图3所示，箭头表示信号传输方向。
采用自制300m的OM3多模光纤1作为多模传输的链路，单模光纤2长度为2m。多 模的OM3传输损耗约2.3dB/km@850nm，0.6dB/km@1310nm，也可兼容单模1310nm波 段及1550nm波段的信号传输。多模光纤主要传输特性如表1和表2所示。
拉锥光纤3采用50/250μm的双包层光纤，其纤芯直径与多模光纤1匹配，只需做一次熔融拉锥即可，根据Marcuse的有效模场直径理论，需要制备拉锥光纤3后对应的纤径 是9/45μm。拉锥光纤3锥区9/45μm与单模光纤2熔接，50/250μm双包层光纤与多模光纤 1直接熔接。
制备好的单模多模调模器件如图1-2所示，先用OTDR测试损耗，光发射模块8到光接收模块9的功率损耗为1dB以内，损耗为0.84dB，光发射模块8为25G DFB激光芯片， 开光满带宽注入在光接收模块9端接收的信号误码率(SER:Symbol Error Rate)为5.5×10-6。该指标可以满足数据中心短距离大容量高带宽的输出传输应用。
本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说 明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均 同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种单模多模调模器件，其特征在于，包括多模光纤、单模光纤和拉锥光纤，所述拉锥光纤的纤芯直径分别与多模光纤及单模光纤的纤芯直径相适配，拉锥光纤具有平滑过渡的锥区，拉锥光纤的纤芯直径沿单模光纤至多模光纤方向渐变扩大，拉锥光纤相对的两端分别与多模光纤和单模光纤熔融连接在一起，单模光纤的基模模场信号通过拉锥光纤渐变扩大模场输入到多模光纤中，由拉锥光纤激发的低阶模/高阶模能低损耗传入多模光纤中，多模光纤中的低阶模/高阶模通过拉锥光纤均匀渐变模场约束激发成基模耦合到单模光纤中，起到单模与多模的调模作用。
2.根据权利要求1所述的一种单模多模调模器件，其特征在于，所述拉锥光纤与多模光纤和单模光纤的熔接点处均套设于第一套管内，第一套管外部套设有第二套管，用于固定多模光纤和单模光纤，多模光纤和单模光纤裸漏于第二套管外部的部分均包覆有外护套。
3.根据权利要求1所述的一种单模多模调模器件，其特征在于，所述拉锥光纤的纤芯直径不小于多模光纤的纤芯直径，拉锥光纤的纤芯直径与单模光纤的纤芯直径相同。
4.根据权利要求3所述的一种单模多模调模器件，其特征在于，所述单模光纤的纤芯直径为4-14μm，纤芯折射率分布为阶跃型，传输波段为C、L波段。
5.根据权利要求1所述的一种单模多模调模器件，其特征在于，所述第一套管的外部套设相适配的第二套管，所述第二套管为金属管，第二套管内注有固定胶水，用于固定第一套管和内部的光纤，并导出光纤熔接点处由于损耗所泄露的激光。
6.根据权利要求1或5所述的一种单模多模调模器件，其特征在于，所述第一套管采用石英管，外直径为2mm，内直径为1-1.4mm，石英管对0.8-1.6μm波段的光透过率不低于95％。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种单模多模调模器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据多模光纤和单模光纤的纤芯直径与折射率参数选择合适的预拉锥光纤用于制备拉锥光纤，根据Marcuse理论计算预拉锥光纤需要拉锥到单模光纤匹配的拉锥光纤纤芯所需的拉锥比和拉锥长度，确保拉锥光纤的纤芯直径不小于多模光纤的纤芯直径，随后在拉锥设备上固定预拉锥光纤，设置好需要的拉锥比例及拉锥长度，使用拉锥设备对预拉锥光纤进行拉锥得到所需拉锥光纤；
2)对步骤1)所得拉锥光纤相对的两端进行精密切割，端面倾斜在0.3°以内，随后将拉锥光纤相对的两端分别与多模光纤和单模光纤熔融连接在一起；
3)将拉锥光纤与多模光纤和单模光纤的熔接处分别套设于第一套管内，第一套管外部套设相适配的金属管，金属管内注有固定胶水；
4)待拉锥光纤及其两端的熔接处在第一套管内固化后，在第一套管外部套设上第二套管，固定住多模光纤和单模光纤；最后，在多模光纤和单模光纤裸漏于第二套管6外部的部分分别包覆外护套，制成所需单模多模调模器件。
8.根据权利要求7所述的一种单模多模调模器件的制备方法，其特征在于，在单模光纤传输的基模模场直径近似为高斯光束的腰斑直径，根据Marcuse有效模场直径理论，单模光纤中的高斯光束的LP01模式的交叠积分为：
其中，
代表归一化的高斯光束电场分布：
式中：
n0：空气的折射率；
neff：基模的有效折射率；
GLP01：高斯光束与光纤基模的交叠积分；
E0：光纤入射光场；
r：光纤的纤芯半径。
9.根据权利要求7所述的一种单模多模调模器件的制备方法，其特征在于，所述单模光纤内光束有效模场直径WM的计算公式为：
式中：
V：光纤纤芯的归一化频率；
r：光纤的纤芯半径；
所述拉锥光纤为阶跃型光纤时，拉锥光纤中光束的有效模场按公式(3)计算得到；
所述拉锥光纤为渐变型光纤时，拉锥光纤中光束的有效模场按公式(3)近似计算得到。
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