專利名稱：多模光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳輸領(lǐng)域，并且更具體地涉及需要寬帶寬的短距離光學傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
多模光纖通常用于短距離應(yīng)用和局域網(wǎng)。與具有8至IJ 9 m的直徑和0. 12的數(shù)值 孔徑的單模光纖的纖芯相比，多模光纖的纖芯一般具有約50 y m的直徑和大于0. 2的數(shù)值 孔徑。因此，對于特定波長，承載相同的信息的多個光學模式沿著光纖同時傳播。帶寬直 接關(guān)聯(lián)到在光纖的多模纖芯中傳播的光學模式的群速度。為了保證寬帶寬，所有模式的群 速度需要相同；換言之，針對特定波長，模間色散，即，最慢模式和最快模式之間的群速度的 差應(yīng)為零，或至少最小化。多模光纖已經(jīng)成為標準ITU-T G.651下的國際標準化的對象， ITU-TG. 651特別定義了用于涉及光纖間兼容性要求的帶寬、數(shù)值孔徑、纖芯直徑的標準。
為了減小多模光纖中模間色散，自1970年代以來已經(jīng)提出制造具有拋物線形纖
芯折射率分布的漸變折射率的光纖。此類光纖已經(jīng)使用了很多年并且其特性已經(jīng)特別地在 出片反物"Multimode theory ofgraded-core f ibers，， D. Gloge等，Bell System Technical Journal 1973， pp 1563-1578 以 及"Pulse broadening in graded-index optical fibers" Olshansky等，Applied Optics, Vol. 15， No. 2， 1976年2月中描述。
漸變折射率分布可以由作為從點到光纖中心的距離r的函數(shù)的該點處的折射率 值n之間的關(guān)系定義 <formula>formula see original document page 3</formula> 其中a > 1 ;(a —①對應(yīng)于階躍折射率分布)
ni，多模纖芯的最大折射率；
a，多模纖芯的半徑；以及<formula>formula see original document page 3</formula> 其中n。是多模纖芯的最小折射率，通常對應(yīng)于包層(通常由硅制成)的折射率。
具有漸變折射率的多模光纖因此具有旋轉(zhuǎn)對稱的纖芯折射率分布，從而沿著任何 徑向，折射率的值從光纖中心向其外圍連續(xù)減小。這些曲線通常表示光纖的理論或設(shè)置折 射率分布，同時光纖的制造約束可以導致輕微不同的折射率分布。 當光信號在具有漸變折射率的此類纖芯中傳播時，不同模式經(jīng)歷了不同的傳播介 質(zhì)，這些介質(zhì)不同地影響它們的傳播速度。通過調(diào)整參數(shù)a的值，因此可能在理論上獲得 對于所有模式實質(zhì)上相等的群速度，并且因此獲得針對特定波長的減小的模間色散。包括 在1. 8和2. 2之間的參數(shù)a的值通常允許令人滿意的模態(tài)色散限制。
然而，參數(shù)a的最佳值僅對特定波長有效。文檔US-B-6， 363， 195提出了通過使用多模光纖的串接來補償模態(tài)色散，從而優(yōu)化兩個傳輸窗的帶寬，其中一個中心在850nm并 且另一個中心在1300nm。該文檔提出，使用具有包括在0. 8和2. 1之間的參數(shù)值a工的第 一多模光纖的長度，以便優(yōu)化850nm處的帶寬，并且使用具有包括在第一值a工和8之間的 參數(shù)值a 2的第二多模光纖的長度，以便優(yōu)化1300nm處的帶寬。 此外，在光纖的制造期間，確切參數(shù)值a很難控制。為了補償具有最佳值a的理
論折射率分布的折射率分布偏離，文檔US-B-7， 139， 457提出了串接多模光纖。優(yōu)化每個光
纖的阿爾法分布和每個光纖的長度，從而最大化給定光鏈路上的帶寬。 用于確保補償模態(tài)色散的光纖串接使得光學系統(tǒng)更加復(fù)雜并且增加了這些系統(tǒng)
的成本。而且，這些文檔不關(guān)注所用源的譜色散。 光學傳輸系統(tǒng)中所用的源通常不是單色的。因此，廣泛使用的縮寫為VCSEL的垂 直空腔表面發(fā)射激光器具有廣譜離散發(fā)射。用于高帶寬傳輸?shù)腣CSEL通常是縱向單模而不 是橫向單模的。激光器的每個橫模具有對應(yīng)于發(fā)射譜的各種峰的其自己的波長。因此，發(fā) 射譜具有空間和譜依賴性。 如上所述，多模光纖具有針對給定波長優(yōu)化的參數(shù)a的值的阿爾法分布。因此， 在多模光纖中引入源自橫多模源的復(fù)色光信號使得出現(xiàn)模態(tài)色散并且因而降低了帶寬。
文檔US-A-2004/0184492提出了僅使用VCSEL源的單一橫模，并且在其被引入 多模光纖之前調(diào)整發(fā)射的信號。然而，使用VCSEL源的單橫模大大地降低了發(fā)射信號的 功率并且導致在線路末端處光學接收器接收的功率降低，從而導致了光學系統(tǒng)的性能降 低。而且，VCSEL橫模的過濾部分增大了相對強度噪聲(RIN)。在該點上，可以參考出版物 A. Gholami等，"Optimization of VCSELSpatiotemporal Operation in匪F Links for 10-Gigabit Ethernet" IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 12， No. 4， 2006年七月/八月。 文檔US-A-2005/0078962提出了從多模光纖的中心偏移VCSEL輸出，從而將信號 引入"大帶寬區(qū)域"。然而，很難控制此類偏移并且必須針對每個光纖進行調(diào)節(jié)。而且，該方 案導致光學系統(tǒng)中顯著的功率損耗。 在GB 2399963中，使用限制發(fā)射技術(shù)發(fā)射復(fù)色光信號的多個橫模到多模光纖中， 限制發(fā)射技術(shù)限制發(fā)射到光纖中的模式數(shù)量。特別地，該文檔公開了限制發(fā)射到光纖中的 環(huán)形通量在距離中心的特定半徑內(nèi)的比例，并且限制在其中發(fā)射環(huán)形通量的較高比例的半 徑。這種過濾的缺點在于其降低了信噪比。而且，其沒有解決每個光纖傳播模式的模態(tài)色 散的波長依賴性問題。 因此，需要一種使用橫多模復(fù)色源的光學系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有寬的有效帶寬而沒有 由源發(fā)射的功率的過量損耗。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明涉及一種光學系統(tǒng)，包括 復(fù)色光源(10)，用于發(fā)射包括唯一橫模階的多個橫模的光信號；
光鏈路，包括多模光纖(50)的至少一部分； 光學器件(20)，定位在所述光源(10)和所述多模光纖(50)的輸入端之間，
所述光學器件適于根據(jù)所述橫模階在空間上重新排列所述多個橫模，從而將每個所述橫模的能量耦合到合適的傳播模式中，以便用色度色散至少部分地補償所述光鏈路的 模態(tài)色散。 本發(fā)明提出了在光纖中對由源發(fā)射的橫模的耦合重新排列，從而限制甚至補償由 復(fù)色信號引起的模態(tài)色散。該重新排列不需要過濾由源發(fā)射的模式；因此，不會惡化系統(tǒng)的 信噪比。本發(fā)明中使用的光學器件適于在光纖傳播模式中修改由源發(fā)射的橫模的能量耦合 分布。 在實施方式中，所述光學器件(20)適于將所述橫模的至少一個的能量耦合到所 述光鏈路的至少一個合適的傳播模式中，其中所述至少一個橫模的所述橫模階不同于所述 至少一個傳播模式的所述階。這里，光學器件適于將源模式的能量耦合到光纖中不同階的 傳播模式中。 根據(jù)另一實施方式，所述光學器件適于在多個光纖傳播模式中分布源橫模的能量
親合o 根據(jù)實施方式，所述多模光纖具有小于4700MHz-km的有效模帶寬(EMB。)，并且所 述系統(tǒng)具有大于或等于6000MHz-km的有效帶寬(EB)。 根據(jù)實施方式，所述源具有包括在lnm和2nm之間的最大譜寬(A A max)。所述源 可以是表面發(fā)射激光器(VCSEL)或發(fā)光二極管(LED)。 根據(jù)實施方式，系統(tǒng)具有大于3000Gb/s. m的距離與吉比特以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率的乘積。


通過閱讀作為示例并且參考附圖給出的本發(fā)明實施方式的以下描述，本發(fā)明的其 他特性和優(yōu)勢將變得明顯，在附圖中
圖1是VCSEL激光器的發(fā)射譜； 圖2是示出了根據(jù)標準F0TP-220的標準對由模態(tài)色散導致的延遲DMD的計算的 示意圖； 圖3是示出了針對單模輸入光脈沖繪出的三個多模光纖的三個DMD圖的圖示的 表； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的光學系統(tǒng)的示意圖； 圖5是示出了針對包括具有三個不同波長的三個橫模的輸入光脈沖在不根據(jù)本
發(fā)明的光學系統(tǒng)的輸出處繪出的圖3的多模光纖的三個匿D圖的圖示的表； 圖6是示意性地示出了在圖5的光學系統(tǒng)的輸出處光脈沖展寬的表； 圖7是示出了針對包括具有三個不同波長的三個橫模的輸入光脈沖在根據(jù)本發(fā)
明第一實施方式的光學系統(tǒng)的輸出處繪出的圖3的多模光纖的三個匿D圖的圖示的表； 圖8是示意性地示出了在圖7的光學系統(tǒng)的輸出處光脈沖展寬的表； 圖9是示出了針對包括具有三個不同波長的三個橫模的輸入光脈沖在根據(jù)本發(fā)
明第二實施方式的光學系統(tǒng)的輸出處繪出的圖3的多模光纖的三個匿D圖的圖示的表； 圖10是示意性地示出了在圖9的光學系統(tǒng)的輸出處光脈沖展寬的表。
具體實施例方式
本發(fā)明提出一種優(yōu)化的多模光學系統(tǒng)以便和具有多個橫模的復(fù)色源(諸如VCSEL激光器)一起使用。 圖1示出了 VCSEL激光器的發(fā)射譜，其具有用于激勵基本模式LPOl的、中心在 850nm的模式。圖1示出了激光器的每個橫模具有其自己的波長。通常批準用于高帶寬傳 輸?shù)淖畲驲MS譜寬度針對VCSEL是0. 45nm RMS (如標準IEEE 802. 3ae中定義的)。
因此，當將由VCSEL發(fā)射的光學信號引入到多模光纖時，VCSEL的每個橫模將不同 地衍射最高階的橫模由于它們的相位和它們能量的空間分布發(fā)散(diverge)得更快，因 此，它們將更特別地耦合到光纖高階模式中。將回憶起VCSEL的高階模式占用譜中的最低 波長。VCSEL模式的該譜分布和空間分布導致光纖的最高階模式主要地承載譜中的最低波 長因此，相對于基本模式的延遲，色度色散將進一步延遲較高階的模式。
事實上，多模光纖在850nm波長處通常具有-lOOps/nm-km級的色度色散。該色度 色散在譜范圍840-860nm中可以在-80和-12(^8/咖-1011之間改變。該色度色散將通過進一 步延遲具有較低波長的光纖的較高階模式(因為它們主要由具有最大發(fā)散以及因此最低 波長的橫模激勵)引起模態(tài)色散；該色散完全獨立于模態(tài)色散，因為色度色散取決于材料， 而模態(tài)色散取決于光纖的折射率分布。 因此，色度色散將引起縮寫為MDICD的模態(tài)色散，MDICD意為"色度色散引起的模 態(tài)色散"，其導致了帶寬的限制。 色度色散引起的模態(tài)色散可以根據(jù)以下等式表示 At = 2x A入MSxDxL A t是光脈沖的模態(tài)色散； A fflS表示源的發(fā)射譜的一半寬度；D是多模光纖中的色度色散，通常在850nm處為-lOOps/nm-km ;
以及 L是所考慮光纖的長度。 現(xiàn)在，對于大距離的高帶寬以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來說，特別是對于超過300m (分 別為550m)的大于或等于10GbE(10Gb/s)的數(shù)據(jù)速率來說，需要保證大于或等于 2000MHz-km(分別為4700mMHz-km)的有效帶寬。標準TIA-492AAAC-A規(guī)定了針對50 ii m直 徑高帶寬多模光纖所需的性能。在多模光纖的情況中，帶寬取決于使用的源。當忽略色度 色散時，有效模帶寬(EMB)對應(yīng)于源光纖對的帶寬。當考慮模態(tài)色散和色度色散時，有效帶 寬(由縮寫EB表示)對應(yīng)于光纖的帶寬。 以已知的方式，有效模帶寬EMB可以通過對因為模態(tài)色散的延遲(其縮寫為DMD， 從"色散模延遲"圖形表示可知)的測量來估計。DMD測量過程已經(jīng)是標準化的對象(IEC 60793-1-49和FOTP-220)。為了執(zhí)行該測量，通常謹慎地使用源或光纖長度，從而有效地忽 略色度色散目的在于表征光纖的模態(tài)色散。 圖2示出了根據(jù)標準FOTP-220標準的、歸因于模態(tài)色散的延遲DMD的計算的示意
圖，其中標準FOTP-220的出版版本為2002年11月22日的TIA SCFO-6. 6。 通過在光纖中心處注入具有給定波長A 。的光脈沖并且通過測量給定光纖長度L
之后的脈沖延遲來獲得匿D圖示；徑向偏移給定波長A。的光脈沖的引入來覆蓋多模光纖
的整個纖芯。 在相對于多模光纖纖芯中心的不同徑向位置(巧、r2、 r3、 r4)處注入光脈沖。在長度為L的光纖輸出處、一般是高度的四分之一處測量脈寬ATref。然后，在第一時間點ti^r 的、在第一軌巧的前緣的四分之一高度處和在第二時間點t。utCT的、在最后一軌^的尾緣 的四分之一高度之間測量歸因于模態(tài)色散的延遲匿D^^。u^。然后，根據(jù)以下等式定義 當將多模光纖的參數(shù)a設(shè)置為最佳值a。pt一時，對于給定波長A。實際上不存 在光脈沖延遲的漂移(不論脈沖沿其傳播的半徑r如何)；模間色散低并且有效模帶寬大。 然而，不論半徑r如何，關(guān)于光脈沖延遲的DMD圖示的該對準僅對針對給定參數(shù)a的值， a。pti,的給定波長入。有效。 圖3是示出了針對與多模源一起使用的三個不同多模光纖的匿D圖示的表。
圖3的光纖2示出了基本上對準的DMD圖；S卩，每個脈沖在給定的光纖長度后展示 出相同的延遲，而不論信號注入的徑向點(r/a)如何。因此，對于使用的源的波長，模態(tài)色 散實際為零。另一方面，光纖1和3沒有展現(xiàn)出對準的匿D圖；S卩，這些光纖展現(xiàn)了針對所 用源的波長的顯著模態(tài)色散。因此，這些光纖1和3具有基于它們的匿D圖計算的有效模 帶寬(EMB。)，它小于光纖2的有效模帶寬。因此，可以針對特定的應(yīng)用移除光纖1和3并且 保留光纖2。 然而，當使用具有多個橫模的復(fù)色源時，引入了模態(tài)色散(盡管對參數(shù)a進行了 優(yōu)化)。圖5示出了針對呈現(xiàn)具有三個不同波長的三個橫模的復(fù)色源繪出的三個之前的多 模光纖的三個匿D圖示(應(yīng)該理解，源可以具有不止三個橫模；出于顯而易見的澄清公開內(nèi) 容的原因，描述限于三個)。圖6是示出了每個光纖輸出處的光脈沖展寬的表。
然后，應(yīng)該指出，光纖1展現(xiàn)了基本上對準的DMD圖；S卩，每個脈沖在給定的光纖長 度后具有相同的延遲，而不論信號注入的徑向點(r/a)如何。在光纖1的情況中，色度色散 使得補償模態(tài)色散成為可能。事實上，不同源模式不完全具有相同的傳播波長，并且因此光 纖的色度色散在光纖模式間的群速度中引入了附加的差。因此，當在輸入處注入的光信號 具有多個橫模(每個具有不同波長)時，色度色散在光纖中引入了模態(tài)色散(MDICD)。該色 度色散引起的模態(tài)色散將被添加到由折射率分布引起的模態(tài)色散。其獨立于光纖的折射率 分布，因為色度色散基本上取決于光波導的材料。 光纖l(對于多模源展現(xiàn)了非零模態(tài)色散(圖3))具有最小等同模態(tài)色散(圖5 和圖6)。"等同模態(tài)色散"意味著考慮色度色散的延遲。 另一方面，應(yīng)該指出，在圖5和圖6中，光纖2 (對于多模源實際上具有零模態(tài)色散 (圖3))具有歸因于色度色散引起的模態(tài)色散(MDICD)的更明顯的等同模態(tài)色散。該等同 模態(tài)色散在光纖3的情況中變得不可接受。 在實際中，對于尋求寬帶寬的某些應(yīng)用，光纖1和3將被拒絕，因為根據(jù)DMD圖 (EMBc)計算的它們的有效模帶寬已經(jīng)不在適用于以太網(wǎng)絡(luò)的標準推薦之內(nèi)了。例如，參考 標準TIA-492AAAC-A，針對具有超過550m的大于10GbE的數(shù)據(jù)速率的以太網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，拒絕 任何具有小于4700MHz-km的有效模帶寬EMB。的多模光纖。然而，應(yīng)該理解根據(jù)實施的標 準和設(shè)想的應(yīng)用可以選擇其他閾值。 現(xiàn)在，從圖5和圖6指出，光纖1可以在使用具有最小等同模態(tài)色散的橫多模源并 且因此是具有令人滿意的有效系統(tǒng)帶寬的光學系統(tǒng)中使用。換言之，必須拒絕光纖3并且
的值在光纖2與橫多模源一起使用時光纖2不允許與假設(shè)同樣顯著的有效系統(tǒng)帶寬。 本發(fā)明提出了使利用發(fā)射多個橫模的復(fù)色源實現(xiàn)顯著有效帶寬成為可能的光學
系統(tǒng)。不過濾由源發(fā)射的模式；因此，不增加系統(tǒng)的相對噪聲。 為此，本發(fā)明提出在光纖傳播模式中修改由源發(fā)射的橫模的能量耦合的分布，從 而利用色度色散引起的模態(tài)色散(MDICD)或限制其對等同模態(tài)色散的影響。
圖4圖示地示出了根據(jù)本發(fā)明的此類光學系統(tǒng)。圖4示出了光源10，該光源10是 發(fā)射多個橫模的復(fù)色源，例如VCSEL或發(fā)光二極管(LED)。圖4還示出了光接收器30和包 括多模光纖50的光鏈路。圖4還示出了定位在源10和多模光纖50的輸入端之間的光學 器件20。該光學器件20適于修改由源發(fā)射的橫模的空間分布。 因此，由于存在光學器件20，具有較小波長的源的較高階模式將不必僅耦合在光 纖的高階模式中。因此，光纖的較高階模式大部分將不承載譜的最低波長然后，色度色散 可以補償或衰減模態(tài)色散。 圖7和圖8示出了本發(fā)明的第一實施方式。在該實施方式中，在光纖傳播模式中 修改由源發(fā)射的橫模的能量耦合分布的光學器件使得源模式的能量(例如，分別為基本模 式liV，較高階模式LPj耦合到光纖中的不同階的模式(例如，分別為模式LPa，模式lJV) 中成為可能。此類光學器件可以是例如通過衍射光學器件制造的相位掩模板、附加的微透 鏡、雕刻在源或光纖上的Bragg光柵、或擾模器。APC(角拋光連接器)類型的連接器也可以 使用。技術(shù)人員將理解，可以使用任何支持改變或重新排列橫?？臻g分布或位置的其他光 學器件來實現(xiàn)本發(fā)明的結(jié)果。 因此，可以指出，光纖3(當與橫多模源一起使用時具有明顯等同模態(tài)色散(圖5 和圖6))在源的基本模式的能量耦合到光纖的較高階模式中時具有最小等同模態(tài)色散(圖 7和圖8)。在該實施方式中，在光纖傳播模式中對由源發(fā)射的橫模的耦合分布的修改使得 通過色度色散引起的模態(tài)色散補償歸因于多模光纖的折射率分布的模態(tài)色散成為可能。
另一方面，在光纖1的情況中，應(yīng)該指出，對于在光纖傳播模式中由源發(fā)射的橫模 的耦合分布的該修改導致了等同模態(tài)色散的凈增長。在光纖l的情況中，將色度色散引起 的模態(tài)色散添加到歸因于光纖折射率分布的模態(tài)色散。根據(jù)本發(fā)明的光學系統(tǒng)使用光纖1 具有復(fù)色多模源將使得針對高帶寬以太網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)令人滿意的有效帶寬成為不可能。
因此，本發(fā)明使得在具有適于修改光纖傳播模式中的由源發(fā)射的橫模的能量耦 合分布的光學器件、包括橫多模光源的光學系統(tǒng)中使用具有小于4700MHz-km的有效模帶 寬的多模光纖(因此針對很多應(yīng)用將拒絕該光纖)成為可能。因此，系統(tǒng)的有效帶寬大于 6000MHz-km，盡管光纖的模帶寬有限。 圖9和圖IO示出了本發(fā)明的第二實施方式。在該實施方式中，在光纖傳播模式中 修改由源發(fā)射的橫模的能量耦合分布的光學器件使得混合由源發(fā)射的不同橫模從而展寬 多模光纖中每個耦合模式的徑向位置成為可能。然后，在光纖中多個傳播模式上分布源的 不同橫模的能量。此類光學器件可以由衍射光學器件、附加的微透鏡、雕刻在源或光纖上的 Bragg光柵或擾模器制造。APC(角拋光連接器)類型的連接器也可以使用。技術(shù)人員將理 解，可以使用任何支持改變或重新排列橫?？臻g分布或位置的其他光學器件來實現(xiàn)本發(fā)明 的結(jié)果。 因此，應(yīng)該指出，光纖1到3中的每個具有類似的等同模態(tài)色散(圖10)。在該實施方式中，由源發(fā)射的每個模式的能量耦合在光纖中的多個(甚至所有)傳播模式中；因 此，色度色散以基本相同的方式影響每個傳輸模式，并且色度色散引起的模態(tài)色散(MDICD) 產(chǎn)生作用以衰減歸因于光纖折射率分布的模態(tài)色散。 根據(jù)該第二實施方式，獲得的有效帶寬小于在色度色散產(chǎn)生作用以補償模態(tài)色散 的情況中獲得有效帶寬。另一方面，本發(fā)明支持使用此類光學器件的系統(tǒng)，其中光學器件適 于在光纖1或光纖3的多個傳播模式中分布源橫模的能量耦合，基于它們的DMD標準測量， 對于很多應(yīng)用，已經(jīng)拒絕了這些光纖。 因此，本發(fā)明使得在具有適于在光纖傳播模式中修改由源發(fā)射的橫模的能量耦 合分布的光學器件、包括橫多模光源的光學系統(tǒng)中使用具有小于4700MHz-km的有效模帶 寬(因此針對很多應(yīng)用將拒絕該光纖)的多模光纖成為可能。因此，系統(tǒng)的有效帶寬大于 6000MHz-km，盡管光纖的模帶寬有限。 源的最大譜寬度可以包括在lnm和2nm之間。大部分商業(yè)上可獲得的VCSEL具 有相對于最大功率波長的標準差測量的包括在0和0. 45nm之間的RMS(均方根)譜寬度； 0. 45nm的A fflS值將導致2nm級的最大譜寬度A A max。 多模光纖通常用于短距離應(yīng)用和局域網(wǎng)；所使用的光纖長度通常包括在幾米到數(shù) 百米之間。在該背景下，色度色散引起的模態(tài)色散保持有限。 本發(fā)明使得將低成本橫多模光源用于產(chǎn)生具有優(yōu)良性能(距離與吉比特以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)速率的乘積大于3000Gb/s.m并且二進制誤碼率(BER)約為10—12)的高帶寬以太傳輸 網(wǎng)絡(luò)成為可能。"距離與吉比特以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率"的乘積對應(yīng)于所使用的多模光纖的長度乘 以系統(tǒng)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率。 描述涉及具有漸變折射率、具有50 m的標準化纖芯直徑的多模光纖，但是應(yīng)該 理解，本發(fā)明適用于在要求保護的光學系統(tǒng)中所用的任何類型的多模光纖。
權(quán)利要求
一種光學系統(tǒng)，包括復(fù)色光源(10)，用于發(fā)射包括唯一橫模階的多個橫模的光信號；光鏈路，包括多模光纖(50)的至少一部分；光學器件(20)，定位在所述光源(10)和所述多模光纖(50)的輸入端之間，所述光學器件適于根據(jù)所述橫模階在空間上重新排列所述多個橫模，從而將所述橫模的每個的能量耦合到合適的傳播模式中，以便用色度色散至少部分地補償所述光鏈路的模態(tài)色散。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述光學器件(20)適于將所述橫模的至少一個的 能量耦合到所述光鏈路的至少一個合適的傳播模式中，其中所述至少一個橫模的所述橫模 階不同于所述至少一個傳播模式的所述階。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述光學器件相對于所述光鏈路的所述傳播 模式階將所述橫模階反轉(zhuǎn)。
4. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述光學器件(20)適于耦合所述光學 信號，從而在光纖的多個傳播模式中分布橫模的能量。
5. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述多模光纖具有小于4700MHz-km的 有效模帶寬(EMBc)，并且所述系統(tǒng)具有大于或等于6000MHz-km的有效帶寬(EB)。
6. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述源(10)具有包括在lnm和2nm之間 的最大譜寬(A 、ax)。
7. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述源(10)是表面發(fā)射激光器(VCSEL) 或發(fā)光二極管(LED)。
8. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，具有大于3000Gb/s.m的距離與吉比特以太 網(wǎng)數(shù)據(jù)速率的乘積。
9. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述光學器件包括以下組中的至少一個 元件，所述組包括相位掩模板，特別是衍射光學器件制造的相位掩模板、微透鏡、Bragg光 柵，特別是雕刻在所述源或所述光纖上的Bragg光柵、擾模器以及角拋光連接器(APC)類型 的連接器。
全文摘要
一種光學系統(tǒng)包括發(fā)射多個橫模的復(fù)色光源(10)、包括多模光纖(50)的至少一部分的光鏈路以及定位在光源(10)和多模光纖(50)的輸入端之間的光學器件(20)。光學器件(20)適于在光纖傳播模式中修改由源發(fā)射的橫模的能量耦合的分布。本發(fā)明的系統(tǒng)使得使用低成本橫多模光源來產(chǎn)生具有優(yōu)良性能的高帶寬以太傳輸網(wǎng)絡(luò)成為可能。
文檔編號H04B10/2581GK101738688SQ20091017491
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者A·格霍拉米, D·莫蘭, P·西亞爾, Y·呂米納奧 申請人:德雷卡通信技術(shù)公司