社会的高速发展自然会对信息传输提出更高速的需求,基于传统单模光纤的信息通信系统的传输容量已经逼近其理论上的香农极限。作为应对目前带宽困境的模式复用技术一经提出就吸引了大量研究人员的目光,也迅速成为解决困境的一项重要备选方案。模式转换器作为模式复用系统的重要组成部分,自然也成为一项新兴而热门的研究方向。本文基于模式复用系统的模式转换技术设计了一款耦合长度1.5cm的全光纤型宽带反拉锥模式转换器。该模式转换器基于同一包层内两根线性反拉锥的纤芯互耦合实现模式转换,能够在超过300nm的带宽内实现80%以上的转换效率,90%转换效率额带宽也达到220nm以上,且无模式串扰。研究模式转换器各项参数对其性能的影响,发现该器件具有尺寸不敏感性的特殊优点,能够容忍细微的加工制作误差,并且光纤型设计使得其可以套接现有光纤通信系统。本文对上述模式转换器进行两次改进。第一次改造让光纤渐变结构遵循一种精心设计的拉锥函数来改变耦合的速度和有效区域,将耦合长度减小到0.35cm,但是相比前述设计耦合效率和带宽都有所减小,80%转换效率的带宽为180nm,仍能满足实际需要。第二次改进在纤芯中引入低折射率的硅材料内插物,将模式转换器耦合长度减小到0.28cm,相比前述转换器长度缩短80%以上。该模式转换器的峰值转换效率高达97.6%,80%转换效率的带宽达210nm,保留了原结构尺寸不敏感的特性。我们还对影响结构的各项参数进行了分析,得出了各项参数对该结构的影响程度的重要结论,为未来进一步的设计和优化提供了明确的方向。