多芯光纤光束滤波器的制作方法

本技术涉及光纤光束滤波设备，特别涉及一种多芯光纤光束滤波器。

背景技术：

1、随着光纤通信技术的不断发展，普通单芯单模光纤可支持的容量已经趋近香农极限，持续提升遇到一定的瓶颈，目前空分复用被认为是下一代光纤通信系统进一步提升单张容量的主要方向。

2、在空分复用系统中，尤其是长距传输中，多芯光纤被认为是最具竞争力的演进方向。光纤的芯间距太近对光纤内光束的处理造成了一定的困难，主要在于多芯光纤在呈二维状态排布时难以调节每根纤芯和光束处理设备的相对角度。

3、例如，对于多芯光纤放大器，结合多芯光纤自身特性，需要制作专门的放大器。目前主要存在两种放大方案。一种方案是利用与传输光纤同纤芯距的掺铒光纤和包层泵浦方式放大，该种方式放大性能较差；另一种方案是利用扇入扇出将各路信号分离出来，分离出的各路信号各自放大后再合路，该方法复杂度高，放大系统体积庞大。实际应用的多芯光纤放大器，需要降低复杂度减小体积提高性能，其中增益平坦滤波器和泵浦耦合器是亟待解决的两个重要器件。从技术角度来看，多芯光纤各芯出射的光束直接被透镜准直后，光束不平行，需要各芯分别单独控制，使得增益平坦滤波器以及泵浦耦合器制备难度增大。各芯光束分别单独控制，也使器件结构变得复杂而整体结构变大。

技术实现思路

1、本技术提供一种多芯光纤光束滤波器，通过将光纤传输的光束进行分束准直滤波，再将光束聚合，使得准直模块和各束光束之间的准直角度调节更加方便，光束滤波模块和各光束的角度调节更加的便捷，能够提高光束滤波模块对多芯光纤中每束光束处理的便捷性和精准性。

2、第一方面，本技术提供一种多芯光纤光束滤波器，包括第一变距模块、准直模块、光束滤波模块、汇聚模块和第二变距模块；所述第一变距模块用于接收光束，所述第一变距模块的光束输出间距大于所述第一变距模块的光束输入间距，所述第一变距模块用于增大光纤纤距；所述准直模块用于接收并准直所述第一变距模块输出的光束；所述光束滤波模块用于接收并滤波所述准直模块输出的光束；所述汇聚模块用于接收并汇聚所述光束滤波模块输出的光束；所述第二变距模块用于接收所述汇聚模块输出的光束，所述第二变距模块的光束输出间距小于所述第二变距模块的光束输入间距，所述第二变距模块用于减小光纤纤距。

3、本技术通过第一变距模块、准直模块、第二变距模块和汇聚模块构成的变距波导和准直系统，对多芯光纤中的各芯内光束进行分束准直与聚焦合束。第一变距模块增大多束纤芯间距，增大光束传输通路的间距，使得准直模块和各束光束之间的准直角度调节更加方便，光束滤波模块和各光束的角度调节更加的便捷，能够提高光束滤波模块对多芯光纤中每束光束处理的精准性。

4、一种可能的实现方式中，所述光束滤波模块包括波分复用滤波片，所述波分复用滤波片用于根据波长对光束进行透射和反射；通过波分复用滤波片对分束和准直后的各束光束进行同步滤波，相较于先用芯分复用器分离各路光束，再将各路光束用多个单芯滤波器滤波，以将透过的光束波长进行过滤，除去不需要的波长区段，透过光束滤波模块的光束具有相同或相近的波长区段，在后端放大模块进行放大增益时更加平坦；同时也可降低多芯滤波器的体积，提高了滤波器集成度。并且，在一束光束穿过光束分合元件时，光束分合元件将同一光束中不同波长区段的光分束至不同光纤中；以及不同光束穿过光束分合元件时，光束分合元件将不同光束中选取不同波长区段的光合束至一根光纤中，形成泵浦增益结构。

5、一种可能的实现方式中，所述准直模块输出的多束光束入射至一个所述波分复用滤波片。各芯光束用同一滤波片进行统一滤波，提高了多芯光纤中各芯内光信号滤波性能的一致性。

6、一种可能的实现方式中，所述第一变距模块和/或所述第二变距模块内设有直写波导。

7、一种可能的实现方式中，所述第一变距模块内具有多根第一传输波导，至少部分所述第一传输波导呈弯曲结构，通过纤芯弯曲来实现纤芯距离的增大。

8、一种可能的实现方式中，所述第一传输波导具有第一波导输出端口，多根所述第一传输波导的所述第一波导输出端口呈线性排列；在第一变距模块输出的多束光束进入到准直模块时，准直模块可设置为一个整体式结构，调节准直模块和第一变距模块的相对角度，即可调节第一变距模块输出的每条光束和准直模块的相对角度，第一变距模块和准直模块的角度调节更加准确与方便。

9、一种可能的实现方式中，所述第二变距模块内具有多根第二传输波导，至少部分所述第二传输波导呈弯曲结构，通过纤芯弯曲来实现纤芯距离的减小。

10、一种可能的实现方式中，所述第二传输波导具有第二波导输入端口，多根所述第二传输波导的所述第二波导输入端口呈线性排列。本实现所述的第二变距模块，在减小相邻第二传输波导间距的同时，还设置第二传输波导的第二波导输入端口共线，汇聚模块可以为一个整体式结构，汇聚模块输出的多束光束进入到汇聚模块中，调节汇聚模块和第二变距模块的相对角度，即可调节汇聚模块输出的每条光束和第二变距模块的相对角度，汇聚模块和第二变距模块的角度调节更加准确与方便。

11、一种可能的实现方式中，所述准直模块包括多个第一透镜，所述第一变距模块的多个输出端口和多个所述第一透镜一对一相对设置，所述第一变距模块输出的多束光束一对一穿过多个所述第一透镜，通过第一透镜对第一变距模块输出的光束进行准直，形成相平行的准直光束，便于进入光束滤波模块进行统一处理。

12、一种可能的实现方式中，相对设置的所述第一透镜和所述第一变距模块的相对角度和/或相对位置相同，所述第一变距模块输出的多束光束入射所述第一透镜的角度和/或位置相同，以使得第一变距模块输出的多束光束具有相同的准直角度，不同光束的准直程度均衡，有利于后端光束滤波模块的参数调节，并提高光束滤波模块对光束处理的均衡性。

13、一种可能的实现方式中，多个所述第一透镜和所述光束滤波模块的相对角度和/或相对位置相同，多个所述第一透镜输出的光束入射所述光束滤波模块的角度和/或位置相同。准直模块输出的多束光束以相同的角度进入光束滤波模块，并入射至光束滤波模块的相同位置，以使得光束滤波模块对第一透镜准直后输出的光束进行相同程度的处理作业。

14、一种可能的实现方式中，所述汇聚模块包括多个第二透镜，所述第二变距模块的多个输入端口和多个所述第二透镜一对一相对设置，所述第二变距模块的多个输入端口一对一接收多个所述第二透镜输出的光束。通过第二透镜对光束滤波模块输出的光束进行准直，形成相平行的准直光束，便于进入第二变距模块进行光束聚合。

15、一种可能的实现方式中，相对设置的所述第二透镜和所述第二变距模块的相对角度和/或相对位置相同，多个所述第二透镜输出的光束入射所述第二变距模块的角度和/或位置相同，第二变距模块聚合后的各光束具有相同的传输状态，有利于后端光束的传输。

16、一种可能的实现方式中，多个所述第二透镜和所述光束滤波模块的相对角度和/或相对位置相同，所述光束滤波模块输出的光束入射多个所述第二透镜的角度和/或位置相同，以使得光束滤波模块输出的多束光束具有相同的准直角度，不同光束的准直程度均衡。

17、一种可能的实现方式中，所述多芯光纤光束滤波器还包括壳体，所述第一变距模块、所述准直模块、所述光束滤波模块、所述汇聚模块和所述第二变距模块均封装在所述壳体内，以将第一变距模块、准直模块、光束滤波模块、汇聚模块和第二变距模块封装在壳体内。

18、一种可能的实现方式中，所述多芯光纤光束滤波器还包括第一光纤模块和第二光纤模块；所述第一光纤模块用于固定并限定入射光纤的多个输出端口处于同一平面上，所述第一光纤模块的出射端和所述第一变距模块的入射端连接；所述第二光纤模块用于固定并限定出射光纤的多个输入端口处于同一平面上，所述第二光纤模块的入射端和所述第二变距模块的出射端连接。