WO2025007520A1 - 少模功率耦合器和少模功率耦合方法 - Google Patents

少模功率耦合器和少模功率耦合方法 Download PDF

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WO2025007520A1
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few
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fiber
same
optical
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冯立鹏
张安旭
吕凯
霍晓莉
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China Telecom Corp Ltd Technology Innovation Center
China Telecom Corp Ltd
Original Assignee
China Telecom Corp Ltd Technology Innovation Center
China Telecom Corp Ltd
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems

Definitions

  • the present disclosure relates to the field of optical communications, and in particular to a few-mode power coupler and a few-mode power coupling method.
  • a few-mode power coupler comprising:
  • Two few-mode optical fibers wherein the physical parameters of the two few-mode optical fibers are the same, and the distance between the cores of the two few-mode optical fibers is less than a predetermined distance.
  • the few-mode power coupler is configured to use two few-mode optical fibers in parallel to couple out the power of the mode in the few-mode optical fiber according to a preconfigured ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system, and monitors and analyzes the operating status of the few-mode optical fiber system.
  • the two few-mode optical fibers include a first few-mode optical fiber and a second few-mode optical fiber, wherein:
  • the core energy of the first few-mode fiber is coupled to the core energy of the second few-mode fiber.
  • the first few-mode optical fiber includes a plurality of linear polarization modes
  • the second few-mode optical fiber includes a plurality of linear polarization modes
  • Light in a linear polarization mode in the first few-mode fiber is coupled to light in the same linear polarization mode in the second few-mode fiber by means of evanescent waves.
  • the few-mode power coupler is configured to The coupling length is adjusted so that the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler is the same in different linear polarization modes, wherein the core proximity is the distance between the cores.
  • the few-mode power coupler is configured to, for a given optical fiber, change the distance between the fiber cores and design the length of the device so that the same few-mode power coupler has the same optical power coupling ratio under different modes and the same device length.
  • the few-mode power coupler is configured to achieve the same optical power coupling ratio for a non-specified optical fiber under different modes and the same device length by designing the physical parameters of the optical fiber, changing the distance between the fiber cores and designing the device length.
  • the few-mode power coupler is configured to adjust at least one of the physical parameters of the optical fiber and the distance between the fiber cores so that the optical fiber coupling length corresponding to the least common multiple of the function period of the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes is used as the device length, so as to achieve the same optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes and the same device length.
  • the few-mode power coupler is a polished power coupler
  • the polished power coupler is achieved by polishing the optical fiber so that the distance between the cores of two few-mode optical fibers is less than a predetermined distance.
  • the few-mode power coupler is a fused-type power coupler, which achieves a distance between the cores of two few-mode optical fibers less than a predetermined distance by performing strong coupling fusion on the optical fibers.
  • a few-mode power coupling method comprising:
  • the distance between the cores of two few-mode optical fibers with the same physical parameters is set to be less than a predetermined distance to form a few-mode power coupler for performing few-mode power coupling.
  • the distance between the cores of two few-mode optical fibers with the same physical parameters is set to be less than a predetermined distance to form a few-mode power coupler, and the few-mode power coupling includes:
  • the power of the modes in the few-mode optical fiber is coupled out according to a pre-configured ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system, and the operating status of the few-mode optical fiber system is monitored and analyzed.
  • the distance between the cores of two few-mode optical fibers with the same physical parameters is set to be less than a predetermined distance to form a few-mode power coupler, and the few-mode power coupling includes:
  • the core energy of the first few-mode fiber is coupled to the core energy of the second few-mode fiber in such a manner that the distance between the cores of the first few-mode fiber and the second few-mode fiber is less than a predetermined distance, wherein the two few-mode fibers include the first few-mode fiber and the second few-mode fiber.
  • coupling the core energy of the first few-mode fiber to the core energy of the second few-mode fiber by making the distance between the cores of the first few-mode fiber and the second few-mode fiber less than a predetermined distance comprises:
  • Light in a linear polarization mode in a first few-mode optical fiber is coupled to light in the same linear polarization mode in a second few-mode optical fiber by means of evanescent waves, wherein the first few-mode optical fiber includes a plurality of linear polarization modes and the second few-mode optical fiber includes a plurality of linear polarization modes.
  • the few-mode power coupling method further includes:
  • the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler is made the same in different linear polarization modes, wherein the fiber core proximity is the distance between the fiber cores.
  • the adjustment of the fiber core proximity and the fiber coupling length so that the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different linear polarization modes is the same includes:
  • the same few-mode power coupler can have the same optical power coupling ratio in different modes and with the same device length.
  • the adjustment of the fiber core proximity and the fiber coupling length so that the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different linear polarization modes is the same includes:
  • the same few-mode power coupler can have the same optical power coupling ratio in different modes and with the same device length.
  • the adjustment of the fiber core proximity and the fiber coupling length so that the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different linear polarization modes is the same includes:
  • the optical fiber coupling length corresponding to the least common multiple of the function period of the optical fiber coupling length and the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes is used as the device length, so as to achieve the same optical power coupling ratio under the condition of different modes and the same device length for the same few-mode power coupler.
  • setting the distance between the cores of two few-mode optical fibers having the same physical parameters to be less than a predetermined distance comprises:
  • the distance between the cores of the two few-mode optical fibers is made smaller than a predetermined distance.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of some embodiments of the few-mode power coupler disclosed herein.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a power coupling curve of the linear polarization mode LP01.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a power coupling curve of the linear polarization mode LP11a.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a power coupling curve of the linear polarization mode LP11b.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of some embodiments of the polished power coupler disclosed herein.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of some embodiments of the fused power coupler disclosed herein.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of some embodiments of the few-mode power coupling method disclosed herein.
  • the present disclosure provides a few-mode power coupler and a few-mode power coupling method, which can realize a few-mode power coupler by using two identical few-mode optical fibers, so as to monitor and analyze the operating status of the system.
  • the present disclosure is described below through specific embodiments.
  • FIG1 is a schematic diagram of some embodiments of the few-mode power coupler of the present disclosure.
  • the few-mode power coupler of the present disclosure may include two few-mode optical fibers, wherein the physical parameters of the two few-mode optical fibers are the same, and the distance between the fiber cores of the two few-mode optical fibers is less than a predetermined distance.
  • the few-mode power coupler is composed of two few-mode optical fibers with the same physical parameters and a distance between the fiber cores less than a predetermined distance.
  • the predetermined distance may be 20 micrometers.
  • the few-mode power coupler is configured to use two few-mode optical fibers in parallel to couple out the power of the mode in the few-mode optical fiber according to a preconfigured ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system, and monitors and analyzes the operating status of the few-mode optical fiber system.
  • the two few-mode optical fibers may include a first few-mode optical fiber 100 and a second few-mode optical fiber 200 , wherein:
  • the core energy of the first few-mode fiber 100 is coupled to the core energy of the second few-mode fiber 200 by making the distance between the cores of the first few-mode fiber 100 and the second few-mode fiber 200 smaller than a predetermined distance.
  • the present invention proposes a few-mode power coupler.
  • the present invention intends to consider using two few-mode optical fibers in parallel to couple the power of the modes in the few-mode optical fiber according to a certain ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system.
  • the first few-mode optical fiber 100 includes a plurality of linear polarization modes
  • the second few-mode optical fiber 200 includes a plurality of linear polarization modes
  • the plurality of linear polarization modes may be LP01, LP11a, and LP11b.
  • light in a linear polarization mode in the first few-mode fiber 100 is coupled to light in the same linear polarization mode in the second few-mode fiber 200 via an evanescent field (Evanescent field, also known as an evanescent wave).
  • evanescent field also known as an evanescent wave
  • light of a linear polarization mode in the fiber core A of the first few-mode fiber 100 will be coupled into the fiber core B of the second few-mode fiber 200 by means of evanescent waves.
  • FIG. 2 shows the linear polarization mode LP01.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a power coupling curve of the linear polarization mode LP11a.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a power coupling curve of the linear polarization mode LP11b.
  • the horizontal axis represents the coupling length.
  • the solid line is the energy of the mode in the core B of the second few-mode fiber 200, and the dotted line is the energy of the mode in the core A of the first few-mode fiber 100.
  • FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 it can be seen that when the optical power coupling ratio is the same, the coupling lengths are different.
  • the few-mode power coupler disclosed in the present invention can achieve the same power coupling ratio for all linear polarization modes at the same coupling length by designing the coupling coefficient and the coupling length.
  • the few-mode power coupler is configured to adjust the core proximity and the optical fiber coupling length so that the same few-mode power coupler has the same optical power coupling ratio in different linear polarization modes, wherein the core proximity is the distance between the fiber cores.
  • the few-mode power coupler is configured to, for a given optical fiber, change the distance between the fiber cores and design the length of the device so that the same few-mode power coupler has the same optical power coupling ratio under different modes and the same device length.
  • the few-mode power coupler is configured to achieve the same optical power coupling ratio for a non-specified optical fiber under different modes and the same device length by designing the physical parameters of the optical fiber, changing the distance between the fiber cores and designing the device length.
  • the few-mode power coupler is configured to adjust at least one of the physical parameters of the optical fiber and the distance between the fiber cores so that the optical fiber coupling length corresponding to the least common multiple of the function period of the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes is used as the device length, so as to achieve the same optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes and the same device length.
  • two identical few-mode optical fibers are used to implement a few-mode power coupler, so as to monitor and analyze the operating status of the system.
  • the few-mode power coupler of the above-mentioned embodiment of the present disclosure can achieve the same optical power coupling ratio of different modes in the same device by designing the optical fiber coupling length, the degree of proximity of the fiber cores, etc.
  • the device implementation of the few-mode power coupler can be achieved by polishing the optical fiber or by strong coupling melting.
  • Fig. 5 is a schematic diagram of some embodiments of the polished power coupler of the present disclosure.
  • the few-mode power coupler of the present disclosure can be a polished power coupler, wherein the distance between the cores of two few-mode optical fibers is less than a predetermined distance by polishing the optical fibers.
  • FIG6 is a schematic diagram of some embodiments of the fused power coupler disclosed in the present invention.
  • the coupler may be a fused power coupler, which achieves that the distance between the cores of two few-mode optical fibers is less than a predetermined distance by means of strong coupling and melting of the optical fibers.
  • the simulation of the power coupler based on few-mode optical fiber proposed in the above embodiments of the present disclosure can be simulated based on software.
  • the manufacturing process of the above embodiments of the present disclosure can also be realized based on taper and polishing technology.
  • the above-mentioned embodiments of the present disclosure provide a power coupler based on few-mode optical fiber.
  • the present disclosure can understand the power situation in the few-mode optical fiber in real time, so as to monitor and analyze the operation status of the transmission system based on the few-mode optical fiber.
  • the above embodiments of the present disclosure use two few-mode optical fibers in parallel to couple the power of the modes in the few-mode optical fibers in a certain ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system.
  • the above embodiments of the present disclosure couple the energy of one core to the energy of another core by bringing the cores of the two few-mode optical fibers close together.
  • the above embodiments of the present disclosure design a reasonable coupling length to achieve the same power coupling ratio for different modes.
  • FIG7 is a schematic diagram of some embodiments of the few-mode power coupling method of the present disclosure.
  • this embodiment can be performed by the few-mode power coupler of the present disclosure (e.g., the few-mode power coupler of any one of the embodiments of FIG1 , FIG5 and FIG6 ).
  • the method may include step 71, wherein:
  • Step 71 setting the distance between the cores of two few-mode optical fibers with the same physical parameters to be less than a predetermined distance to form a few-mode power coupler to perform few-mode power coupling.
  • the step of setting the distance between the cores of two few-mode optical fibers with the same physical parameters to be less than a predetermined distance may include: bringing the cores of the two few-mode optical fibers closer together by polishing the optical fibers (as shown in FIG. 5 ) or by strong coupling melting (as shown in FIG. 6 ).
  • step 71 may include: using two few-mode optical fibers in parallel to couple out the power of the mode in the few-mode optical fiber according to a preconfigured ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system, and monitoring and analyzing the operating status of the few-mode optical fiber system.
  • step 71 may include: coupling the core energy of the first few-mode fiber 100 to the core energy of the second few-mode fiber 200 by making the distance between the cores of the first few-mode fiber 100 and the second few-mode fiber 200 less than a predetermined distance, wherein the two few-mode fibers include the first few-mode fiber 100 and the second few-mode fiber 200.
  • the step of coupling the core energy of the first few-mode fiber 100 to the core energy of the second few-mode fiber 200 by making the distance between the cores of the first few-mode fiber 100 and the second few-mode fiber 200 less than a predetermined distance includes: coupling light of a linear polarization mode in the first few-mode fiber 100 to light of the same linear polarization mode in the second few-mode fiber 200 by means of evanescent waves, wherein the first few-mode fiber 100 includes multiple linear polarization modes, and the second few-mode fiber 200 includes multiple linear polarization modes.
  • the few-mode power coupling method may further include step 72, wherein:
  • Step 72 by adjusting the fiber core proximity and the fiber coupling length, the same few-mode power coupler has the same optical power coupling ratio in different linear polarization modes, wherein the fiber core proximity is the distance between the fiber cores.
  • step 72 may include: for a given optical fiber, by changing the distance between the fiber cores and designing the length of the device, the same few-mode power coupler has the same optical power coupling ratio under different modes and the same device length.
  • step 72 may include: for non-specified optical fibers, by designing optical fiber physical parameters, changing the distance between fiber cores and designing device length, the same few-mode power coupler has the same optical power coupling ratio under different modes and the same device length.
  • step 72 may include: by adjusting at least one of the physical parameters of the optical fiber and the distance between the fiber cores, the optical fiber coupling length corresponding to the least common multiple of the function period of the optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes is used as the device length, so as to achieve the same optical power coupling ratio of the same few-mode power coupler in different modes and the same device length.
  • the above embodiments of the present disclosure use two few-mode optical fibers in parallel to couple the power of the modes in the few-mode optical fibers in a certain ratio, which is used for energy monitoring or data analysis in the few-mode optical fiber system.
  • the above embodiments of the present disclosure couple the energy of one core to the energy of another core by bringing the cores of the two few-mode optical fibers close together.
  • the above embodiments of the present disclosure design a reasonable coupling length to achieve the same power coupling ratio for different modes.
  • the embodiments of the present disclosure may be provided as methods, apparatuses, or computer program products. Therefore, the present disclosure may take the form of a complete hardware embodiment, a complete software embodiment, or an embodiment combining software and hardware aspects. Moreover, the present disclosure may take the form of a computer program implemented on one or more computer-usable non-transient storage media (including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, etc.) containing computer-usable program code. The form of a computer program product.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer-readable memory that can direct a computer or other programmable data processing device to work in a specific manner, so that the instructions stored in the computer-readable memory produce a manufactured product including an instruction device that implements the functions specified in one or more processes in the flowchart and/or one or more boxes in the block diagram.
  • These computer program instructions may also be loaded onto a computer or other programmable data processing device so that a series of operational steps are executed on the computer or other programmable device to produce a computer-implemented process, whereby the instructions executed on the computer or other programmable device provide steps for implementing the functions specified in one or more processes in the flowchart and/or one or more boxes in the block diagram.

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Abstract

一种少模功率耦合器和少模功率耦合方法。少模功率耦合器包括：两根少模光纤（100、 200），其中，两根少模光纤（100、 200）的物理参数相同，两根少模光纤（100、 200）的纤芯之间的距离小于预定距离。可以通过使用2根相同的少模光纤（100、 200）实现一个少模功率耦合器，以便对系统的运行状况进行监测和分析。

Description

少模功率耦合器和少模功率耦合方法
相关申请的交叉引用
本申请是以CN申请号为CN202310826127.8，申请日为2023年7月6日的申请为基础，并主张其优先权，该CN申请的公开内容在此作为整体引入本申请中。
技术领域
本公开涉及光通信领域，特别涉及一种少模功率耦合器和少模功率耦合方法。
背景技术
随着互联网技术的发展，近年来一系列大带宽的应用在不断涌现，同时国家发展对光纤通信容量提出了更高的要求。基于少模光纤的传输系统，通过模式复用实现了容量的翻倍。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供一种少模功率耦合器，包括：
两根少模光纤，其中，所述两根少模光纤的物理参数相同，所述两根少模光纤的纤芯之间的距离小于预定距离。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为使用两根少模光纤并行的方式，将少模光纤中模式的功率按照预配置比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者数据的分析，对少模光纤系统的运行状况进行监测和分析。
在本公开的一些实施例中，所述两根少模光纤包括第一少模光纤和第二少模光纤，其中：
通过将第一少模光纤和第二少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离的方式，将第一少模光纤的纤芯能量耦合到第二少模光纤的纤芯能量。
在本公开的一些实施例中，第一少模光纤包括多个线偏振模式，第二少模光纤包括多个线偏振模式；
第一少模光纤中一个线偏振模式的光，通过倏逝波的方式耦合到第二少模光纤中相同线偏振模式的光。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为通过纤芯靠近程度和光纤 耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同，其中，纤芯靠近程度为纤芯之间的距离。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为对于既定光纤，通过改变纤芯之间的距离、设计器件的长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为对于非既定光纤，通过设计光纤物理参数、改变纤芯之间的距离和设计器件长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为通过对光纤物理参数、纤芯之间的距离中的至少一项进行调整，使得同一个少模功率耦合器在不同模式下的光纤耦合长度和光功率耦合比的函数周期的最小公倍数对应的光纤耦合长度作为器件长度，以实现同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器为抛光型功率耦合器，所述抛光型功率耦合器为通过对光纤抛光实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器为熔融型功率耦合器，所述熔融型功率耦合器为通过对光纤进行强耦合熔融的方式，实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的。
根据本公开的另一方面，提供一种少模功率耦合方法，包括：
将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离，构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合。
在本公开的一些实施例中，所述将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离，构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合包括：
使用两根少模光纤并行的方式，将少模光纤中模式的功率按照预配置比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者数据的分析，对少模光纤系统的运行状况进行监测和分析。
在本公开的一些实施例中，所述将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离，构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合包括：
通过将第一少模光纤和第二少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤的纤芯能量耦合到第二少模光纤的纤芯能量，其中，所述两根少模光纤包括第一少模光纤和第二少模光纤。
在本公开的一些实施例中，所述通过将第一少模光纤和第二少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤的纤芯能量耦合到第二少模光纤的纤芯能量包括：
将第一少模光纤中一个线偏振模式的光，通过倏逝波的方式耦合到第二少模光纤中相同线偏振模式的光，其中，第一少模光纤包括多个线偏振模式，第二少模光纤包括多个线偏振模式。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合方法还包括：
通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同，其中，纤芯靠近程度为纤芯之间的距离。
在本公开的一些实施例中，所述通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同包括：
对于既定光纤，通过改变纤芯之间的距离、设计器件的长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同包括：
对于非既定光纤，通过设计光纤物理参数、改变纤芯之间的距离和设计器件长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同包括：
通过对光纤物理参数、纤芯之间的距离中的至少一项进行调整，使得同一个少模功率耦合器在不同模式下的光纤耦合长度和光功率耦合比的函数周期的最小公倍数对应的光纤耦合长度作为器件长度，以实现同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离包括：
通过对光纤抛光或者通过强耦合熔融的方式，实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开少模功率耦合器一些实施例的示意图。
图2为线偏振模式LP01的功率耦合曲线示意图。
图3为线偏振模式LP11a的功率耦合曲线示意图。
图4为线偏振模式LP11b的功率耦合曲线示意图。
图5为本公开抛光型功率耦合器一些实施例的示意图。
图6为本公开熔融型功率耦合器一些实施例的示意图。
图7为本公开少模功率耦合方法一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
发明人通过研究发现：相关技术基于少模光纤的传输系统，在实际应用中，无法实时了解少模光纤中的功率情况。随着大带宽需求应用的发展，导致城域网、骨干网流量激增，基于单模光纤的通信受到非线性香农极限的限制，传输容量最大为100Tbps量级，所以需 要革新传输介质。近年来，基于少模光纤的光传输系统受到了广泛的关注，相关的器件也被不断的提出，但是目前还未有基于少模光纤的功率耦合器被提出，功率耦合器的分光功能在系统测试以及实验中起到了至关重要的作用。
鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种少模功率耦合器和少模功率耦合方法，可以通过使用2根相同的少模光纤实现一个少模功率耦合器，以便对系统的运行状况进行监测和分析。下面通过具体实施例对本公开进行说明。
图1为本公开少模功率耦合器一些实施例的示意图。如图1所示，本公开少模功率耦合器可以包括两根少模光纤，其中，所述两根少模光纤的物理参数相同，所述两根少模光纤的纤芯之间的距离小于预定距离。所述少模功率耦合器由2根物理参数相同、纤芯之间的距离小于预定距离的少模光纤组成。
在本公开的一些实施例中，所述预定距离可以为20微米。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为使用两根少模光纤并行的方式，将少模光纤中模式的功率按照预配置比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者数据的分析，对少模光纤系统的运行状况进行监测和分析。
在本公开的一些实施例中，如图1所示，所述两根少模光纤可以包括第一少模光纤100和第二少模光纤200，其中：
通过将第一少模光纤100和第二少模光纤200的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤100的纤芯能量耦合到第二少模光纤200的纤芯能量。
本公开次提出了少模功率耦合器，本发明拟考虑使用两根少模光纤并行的方式实现少模光纤中模式的功率按照一定的比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者是数据的分析。
在本公开的一些实施例中，第一少模光纤100包括多个线偏振模式，第二少模光纤200包括多个线偏振模式。
在本公开的一些实施例中，所述多个线偏振模式可以为LP01、LP11a和LP11b。
在本公开的一些实施例中，第一少模光纤100中一个线偏振模式的光，通过倏逝波(Evanescent field，又称为为消逝波、隐失波)的方式耦合到第二少模光纤200中相同线偏振模式的光。
在本公开的一些实施例中，第一少模光纤100的光纤纤芯A中的个线偏振模式的光将会通过倏逝波的方式耦合到第二少模光纤200的纤芯B中。
由于不同的模式具有的耦合系数不同，所以耦合曲线不同。图2为线偏振模式LP01 的功率耦合曲线示意图。图3为线偏振模式LP11a的功率耦合曲线示意图。图4为线偏振模式LP11b的功率耦合曲线示意图。如图2、图3和图4所示，横轴表示耦合长度。实线是第二少模光纤200的纤芯B中模式的能量，虚线是第一少模光纤100的纤芯A中模式的能量。从图2、图3和图4所示，可以看出，当光功率耦合比相同时，耦合长度是不同的。
由此本公开少模功率耦合器，为了使所有线偏振模式在同一个耦合长度得到相同的功率耦合比，可以通过设计耦合系数、耦合长度来实现。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同，其中，纤芯靠近程度为纤芯之间的距离。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为对于既定光纤，通过改变纤芯之间的距离、设计器件的长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为对于非既定光纤，通过设计光纤物理参数、改变纤芯之间的距离和设计器件长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，所述少模功率耦合器，被配置为通过对光纤物理参数、纤芯之间的距离中的至少一项进行调整，使得同一个少模功率耦合器在不同模式下的光纤耦合长度和光功率耦合比的函数周期的最小公倍数对应的光纤耦合长度作为器件长度，以实现同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
本公开上述实施例在少模光纤传输系统中，通过使用2根相同的少模光纤实现一个少模功率耦合器，以便对系统的运行状况进行监测和分析。
本公开上述实施例的少模功率耦合器可以通过设计光纤耦合长度、纤芯靠近程度等方式实现同一个器件不同模式光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，如图5和图6所示，所述少模功率耦合器的器件实现方式：可以通过对光纤抛光或者通过强耦合熔融的方式实现。
图5为本公开抛光型功率耦合器一些实施例的示意图。如图5所示，本公开少模功率耦合器可以为抛光型功率耦合器，所述抛光型功率耦合器为通过对光纤抛光实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的。
图6为本公开熔融型功率耦合器一些实施例的示意图。如图6所示，本公开少模功率 耦合器可以为熔融型功率耦合器，所述熔融型功率耦合器为通过对光纤进行强耦合熔融的方式，实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的。
本公开上述实施例提出基于少模光纤的功率耦合器的仿真都是可以基于软件进行仿真。本公开上述实施例的制作工艺也都可以基于拉锥、抛光技术实现的。
本公开上述实施例光通信领域物理层传输与应用技术
本公开上述实施例提供了一种基于少模光纤的功率耦合器。
本公开可以实时了解少模光纤中的功率情况，以便对基于少模光纤的传输系统的运行状况进行监测和分析。
本公开上述实施例使用两根少模光纤并行的方式实现少模光纤中模式的功率按照一定的比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者是数据的分析。本公开上述实施例通过将两根少模光纤纤芯靠近的方式，实现一个纤芯能量到另一个纤芯能量的耦合。
由于少模光纤中，每个模式的耦合系数不同，导致相同光纤长度功率耦合比例也不同，所以本公开上述实施例进行设计合理的耦合长度，来实现不同模式具有相同的功率耦合比例。
图7为本公开少模功率耦合方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本公开少模功率耦合器(例如图1、图5和图6任一实施例的少模功率耦合器)执行。如图7所示，该方法可以包括步骤71，其中：
步骤71，将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离，构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合。
在本公开的一些实施例中，步骤71中，所述将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离的步骤可以包括：通过对光纤抛光(如图5所示)或者通过强耦合熔融(如图6所示)的方式，实现两根少模光纤的纤芯靠近。
在本公开的一些实施例中，步骤71可以包括：使用两根少模光纤并行的方式，将少模光纤中模式的功率按照预配置比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者数据的分析，对少模光纤系统的运行状况进行监测和分析。
在本公开的一些实施例中，步骤71可以包括：通过将第一少模光纤100和第二少模光纤200的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤100的纤芯能量耦合到第二少模光纤200的纤芯能量，其中，所述两根少模光纤包括第一少模光纤100和第二少模光纤200。
在本公开的一些实施例中，所述通过将第一少模光纤100和第二少模光纤200的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤100的纤芯能量耦合到第二少模光纤200的纤芯能量的步骤包括：将第一少模光纤100中一个线偏振模式的光，通过倏逝波的方式耦合到第二少模光纤200中相同线偏振模式的光，其中，第一少模光纤100包括多个线偏振模式，第二少模光纤200包括多个线偏振模式。
在本公开的一些实施例中，如图7所示，所述少模功率耦合方法还可以包括步骤72，其中：
步骤72，通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同，其中，纤芯靠近程度为纤芯之间的距离。
在本公开的一些实施例中，步骤72可以包括：对于既定光纤，通过改变纤芯之间的距离、设计器件的长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，步骤72可以包括：对于非既定光纤，通过设计光纤物理参数、改变纤芯之间的距离和设计器件长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
在本公开的一些实施例中，步骤72可以包括：通过对光纤物理参数、纤芯之间的距离中的至少一项进行调整，使得同一个少模功率耦合器在不同模式下的光纤耦合长度和光功率耦合比的函数周期的最小公倍数对应的光纤耦合长度作为器件长度，以实现同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
本公开上述实施例使用两根少模光纤并行的方式实现少模光纤中模式的功率按照一定的比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者是数据的分析。本公开上述实施例通过将两根少模光纤纤芯靠近的方式，实现一个纤芯能量到另一个纤芯能量的耦合。
由于少模光纤中，每个模式的耦合系数不同，导致相同光纤长度功率耦合比例也不同，所以本公开上述实施例进行设计合理的耦合长度，来实现不同模式具有相同的功率耦合比例。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的 计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指示相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种非瞬时性计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (16)

  1. 一种少模功率耦合器，包括：
    两根少模光纤，其中，所述两根少模光纤的物理参数相同，所述两根少模光纤的纤芯之间的距离小于预定距离。
  2. 根据权利要求1所述的少模功率耦合器，其中：
    所述少模功率耦合器，被配置为使用两根少模光纤并行的方式，将少模光纤中模式的功率按照预配置比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者数据的分析，对少模光纤系统的运行状况进行监测和分析。
  3. 根据权利要求1或2所述的少模功率耦合器，其中，所述两根少模光纤包括第一少模光纤和第二少模光纤，其中：
    通过将第一少模光纤和第二少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离的方式，将第一少模光纤的纤芯能量耦合到第二少模光纤的纤芯能量。
  4. 根据权利要求3所述的少模功率耦合器，其中，第一少模光纤包括多个线偏振模式，第二少模光纤包括多个线偏振模式；
    第一少模光纤中一个线偏振模式的光，通过倏逝波的方式耦合到第二少模光纤中相同线偏振模式的光。
  5. 根据权利要求1-4中至少一项所述的少模功率耦合器，其中：
    所述少模功率耦合器，被配置为通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同，其中，纤芯靠近程度为纤芯之间的距离。
  6. 根据权利要求5所述的少模功率耦合器，其中：
    所述少模功率耦合器，被配置为对于既定光纤，通过改变纤芯之间的距离、设计器件的长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同；
    和/或，
    所述少模功率耦合器，被配置为对于非既定光纤，通过设计光纤物理参数、改变纤芯之间的距离和设计器件长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
  7. 根据权利要求5或6所述的少模功率耦合器，其中：
    所述少模功率耦合器，被配置为通过对光纤物理参数、纤芯之间的距离中的至少一项进行调整，使得同一个少模功率耦合器在不同模式下的光纤耦合长度和光功率耦合比的函数周期的最小公倍数对应的光纤耦合长度作为器件长度，以实现同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
  8. 根据权利要求1-7中至少一项所述的少模功率耦合器，其中：
    所述少模功率耦合器为抛光型功率耦合器，所述抛光型功率耦合器为通过对光纤抛光实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的；
    或，
    所述少模功率耦合器为熔融型功率耦合器，所述熔融型功率耦合器为通过对光纤进行强耦合熔融的方式，实现两根少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的。
  9. 一种少模功率耦合方法，包括：
    将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合。
  10. 根据权利要求9所述的少模功率耦合方法，其中，所述将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离，构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合包括：
    使用两根少模光纤并行的方式，将少模光纤中模式的功率按照预配置比例耦合出来，用于少模光纤系统中能量的监控或者数据的分析，对少模光纤系统的运行状况进行监测和分析。
  11. 根据权利要求9或10所述的少模功率耦合方法，其中，所述将物理参数相同的 两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离，构成少模功率耦合器，进行少模功率耦合包括：
    通过将第一少模光纤和第二少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤的纤芯能量耦合到第二少模光纤的纤芯能量，其中，所述两根少模光纤包括第一少模光纤和第二少模光纤。
  12. 根据权利要求11所述的少模功率耦合方法，其中，所述通过将第一少模光纤和第二少模光纤的纤芯与纤芯之间的距离小于预定距离的方式，将第一少模光纤的纤芯能量耦合到第二少模光纤的纤芯能量包括：
    将第一少模光纤中一个线偏振模式的光，通过倏逝波的方式耦合到第二少模光纤中相同线偏振模式的光，其中，第一少模光纤包括多个线偏振模式，第二少模光纤包括多个线偏振模式。
  13. 根据权利要求9-12中至少一项所述的少模功率耦合方法，还包括：
    通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同，其中，纤芯靠近程度为纤芯之间的距离。
  14. 根据权利要求13所述的少模功率耦合方法，其中，所述通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同包括：
    对于既定光纤，通过改变纤芯之间的距离、设计器件的长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同；
    和/或，
    对于非既定光纤，通过设计光纤物理参数、改变纤芯之间的距离和设计器件长度，使得同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
  15. 根据权利要求13或14所述的少模功率耦合方法，其中，所述通过纤芯靠近程度和光纤耦合长度的调整，使得同一个少模功率耦合器在不同线偏振模式下，光功率耦合比相同包括：
    通过对光纤物理参数、纤芯之间的距离中的至少一项进行调整，使得同一个少模功 率耦合器在不同模式下的光纤耦合长度和光功率耦合比的函数周期的最小公倍数对应的光纤耦合长度作为器件长度，以实现同一个少模功率耦合器在不同模式、相同器件长度的情况下，光功率耦合比相同。
  16. 根据权利要求9-15中至少一项所述的少模功率耦合方法，其中，所述将物理参数相同的两根少模光纤的纤芯之间的距离设置为小于预定距离包括：
    通过对光纤抛光或者通过强耦合熔融的方式，实现两根少模光纤的纤芯之间的距离小于预定距离。
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