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人们不断开拓新技术来提升单模光纤（Single Mode Fiber,SMF）传输容量，包括密集波分复用、偏振复用以及高阶调制等。然而，随着计算机技术的快速兴起，人们对信息需求量呈现出爆炸式增长。与此同时，单模光纤的传输极限估计在100 Tbps左右。不久的将来，单模光纤满足不了这种信息量增长的需求，因此不得不寻求新技术来进一步提升光传输网络的传输容量。模分复用（Mode Division Multiplexing,MDM）技术便是解决该问题的方案之一。 模式复用/解复用器和模式转换器是MDM系统的关键器件。就当前研究而言，模式的转换与复用可以基于光子灯笼、Y分支、长周期光栅以及定向耦合器等波导结构实现。相比较于平面定向耦合器受限于两波导等高的约束，垂直定向耦合器的设计更加灵活。论文基于垂直定向耦合器设计了LP01-LP21a、LP01-LP21b以及LP01-LP02模式转换器。由于聚合物材料具有易加工的优点，因此选择 EpoCore和EpoClad分别作为芯层和包层制作器件。论文核心内容如下。 首先，论文研究了LP01-LP21a模式转换。运用耦合模理论设计了LP01-LP21a模式转换器，并运用微加工工艺制作了器件。制作所得的典型LP01-LP21a模式转换器偏振弱相关。TE（TM）偏振在1530 nm波长处达到最佳转换效率达98.2％（94.9%），在C波段随着波长向长波场移动转换效率逐渐下降，在1560 nm波长处降至90.1%（88.8%）。该器件的理论设计参数与实际制作所得器件参数基本上是一致的。 其次，论文研究了LP01-LP02以及LP01-LP21b模式转换。区别于LP01-LP21a模式转换器的设计，由于LP21b和LP02的简并性，不能通过模式间直接耦合的方式实现LP01-LP02以及LP01-LP21b模式转换。论文通过先把LP01耦合到E13，然后通过锥形波导过渡，把E13演变为LP21b或LP02。制作所得的LP01-LP02模式转换器件由于多层结构的应力作用，导致器件偏振相关。TE偏振光实现LP01-LP21b模式转换，TM偏振光实现LP01-LP02模式转换。TE（TM）偏振在1530 nm波长处达到最佳转换效率达98.0%（97.7%），随着波长向长波长移动转换效率急剧下降，在1560 nm波长处降至65.5%（55.5%）。制作所得的LP01-LP21b模式转换器，由于制作所得器件两波导截面尺寸与设计差别较大，模式的相位匹配程度不高，从而导致换效率非常低。