模式复用技术通过少模（多模）光纤,以不同的传输模式承载不同的光信号,形成相互独立的传输信道,从而数倍地提升系统容量,以适应越来越高的光纤通信容量需要。因此,实现光纤基模(LP₀₁模)到高阶模式转换的模式转换器则成为了模式复用技术研究的一个重点。本文首先提出了一种采用多级锥形纤芯结构实现的模式转换器,最终可以实现LP₀₁→LP₀₂和LP₀₁→LP₀₃模式转换。实现LP₀₁到LP₀₂模式转换的模式转换器,通过将单模光纤,锥形多模纤芯和少模光纤连接在一起而形成。锥形光纤芯用于将LP₀₁模式转换为LP₀₂模式,少模光纤用于切断高于LP₀₂的模式。仿真结果表明,在工作波长为1550nm时,消光比（表征目标模式分量）高达～45dB,插入损耗～1.8dB。同时所提出的LP₀₂模式转换器在工作波长为1465nm至1665nm的200nm的非常宽的光学带宽内提供20dB的消光比和低插入损耗（小于2.4dB,～66%转换效率）。对该结构作简单调整,可以应用于任一频带:通过优化少模光纤纤芯半径,模式转换器即可以针对O-,E-,S-和U-波段等的每个频带。通过在锥形多模纤芯和少模光纤纤芯之间插入半径逐渐减小的锥形纤芯,进一步降低了该模式转换器的插入损耗。仿真结果表明,在工作波长为1550nm时,可以获得～20dB消光比,插入损耗则小得多（～0.45dB）。此外,在工作波长为1260nm至1675nm的415nm的光学带宽内提供11dB的消光比和低插入损耗（小于1.56dB,～70%转换效率）。实现LP₀₁到LP₀₃模式转换的模式转换器,通过使用两个不同的级联反向锥形光纤芯连接锥形多模纤芯和少模光纤形成。仿真结果表明,在1550nm工作波长处,具有～80.9%的转换效率,在波长为11550到1590纳米范围内,转换效率约为80%,消光比约为1OdB。本文接着提出了基于双芯锥形纤芯的模式转换器,在工作波长为1550nm上,高效地实现基模(LP₀₁)到高阶模(LP₁₁、LP₂₁、LP₃₁、LP₁₂和LP₂₂)的模式转换,分别获得了～99%、～96%、～92%、～93%和～92%的转换效率。同时,每一个模式转换器都具有宽带宽,依次为205nm、125nm、60nm、65nm和60nrm。此外,该结构也实现了 LP₀₁-LP₄₁、LP₀₁-LP₃₂、LP₀₁-LP₄₂ 和LP₀₁-LP₂₃模式转换器,在1550nm波长上都获得了～81%的转换效率。