光纖耦合器又稱分歧器、連接器、適配器、光纖法蘭盤。是一種光無源器件，是用來連接兩根或多根光纖，使光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)在特殊的耦合區(qū)發(fā)生耦合，并進(jìn)行光功率或者波長分配的元器件。光纖耦合器自問世至今，已被廣泛使用于光纖系統(tǒng)之中，在電信網(wǎng)路、有線電視網(wǎng)路、用戶回路系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)路中都會(huì)應(yīng)用到。在使用中，將兩段光纖線路連接到光纖耦合器的兩個(gè)接口上，然后在組合到一起。

光纖耦合器的應(yīng)用

光纖耦合器也稱光定向耦合器，是一種多根光纖之問或光源與光纖之間實(shí)現(xiàn)光功率定向傳輸?shù)囊环N無源器件，傳輸?shù)墓獾哪芰看笮⊥鶝Q定耦合器的工作狀態(tài)。當(dāng)輸入光能量較低...[查看全部]

光纖耦合器是一種定向耦合器，是光纖通信系統(tǒng)中重要器件之一。光纖耦合器自問世至今，已被廣泛使用于光纖系統(tǒng)之中。其發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段：萌芽階段、早期階段、發(fā)展階段。

光纖耦合器萌芽階段

1、物質(zhì)基礎(chǔ)——低損耗光纖問世

1970年，美國的Comning(康寧)公司率先成功拉制出損耗為20dB/km的低損耗光纖。這一光學(xué)領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，為光纖的進(jìn)一步研發(fā)提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。同時(shí)，也為光纖耦合器的問世以及廣泛應(yīng)用奠定了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2、理論依據(jù)——耦合模方程推導(dǎo)

1972年，澳大利亞的Snyder成功推導(dǎo)出擾動(dòng)均勻光纖系統(tǒng)中的耦合模方程及耦合系數(shù)表達(dá)式，理論上分析了分別位于多邊形各頂點(diǎn)以及多邊形中心的光纖系列耦合功率轉(zhuǎn)換情況。同年，美國的Wijngaard給出了兩根相同或相異的平行圓波導(dǎo)間的模場分布。

1973年，Snyder和McIntyre原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了光纖各個(gè)模式間的功率轉(zhuǎn)換。Snyder和Wijngaard出色的理論工作，為光纖耦合器的設(shè)計(jì)及光纖耦合器功率轉(zhuǎn)換分析提供了可靠的理論依據(jù)。

光纖耦合器早期階段

1、光纖耦合器雛形——光纖連接器

1971年，Bisbee率先采用熔接的方法實(shí)現(xiàn)了多模光纖之間的焊接。翌年，Dyott等人采用類似的熔接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單模光纖之間的焊接，所進(jìn)行的拉錐試驗(yàn)也獲得了一定進(jìn)展。

Bisbee和Dyott等人采用熔融方法所設(shè)計(jì)的光纖耦合器，可實(shí)現(xiàn)兩根光纖之間的單路耦合和定向傳輸，這種熔融方法為光纖耦合器的研制指明了方向。

2、光纖系統(tǒng)集成化基元——星型耦合器

1974年，Hudson和Thiel提出了星型耦合器的思想，并設(shè)計(jì)出第一個(gè)星型光纖耦合器。與傳統(tǒng)的T形耦合器相比，這種多端口的光纖星型耦合器具有損耗更低、方向性更好、穩(wěn)定性更高、各端口等效等諸多優(yōu)點(diǎn)。星型耦合器的出現(xiàn)為光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)向著集成化、

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光纖耦合器又稱分歧器、連接器、適配器、光纖法蘭盤，是用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)分路/合路，或用于延長光纖鏈路的元件，屬于光被動(dòng)元件領(lǐng)域，在電信網(wǎng)路、有線電視網(wǎng)路、用戶回路系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)路中都會(huì)應(yīng)用到。

光纖耦合器是什么

光纖耦合器是一種用于傳送和分配光信號(hào)的光纖無源器件，是光纖系統(tǒng)中使用最多的光無源器件之一，在光纖通信及光纖傳感領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。光纖耦合器一般具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是器件由光纖構(gòu)成，屬于全光纖型器件;二是光場的分波與合波主要通過模式耦合來實(shí)現(xiàn);三是光信號(hào)傳輸具有方向性。

根據(jù)光的耦合原理，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)出了多種光纖耦合器器結(jié)構(gòu)。包括：X型光纖耦合器、星型光纖耦合器、雙包層光纖耦合器、光纖光柵耦合器、長周期光纖光柵耦合器、布拉格光纖耦合器、光子晶體光纖耦合器等。

隨著各種光纖通信和光纖傳感器件的廣泛使用，光纖耦合器的地位和作用愈來愈重要，并已成為光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域不可或缺的一部分。設(shè)計(jì)插入損耗小、耦合效率高、分光比可調(diào)并可實(shí)現(xiàn)特殊耦合的光纖耦合器，一直是光學(xué)領(lǐng)域科研工作者追逐的焦點(diǎn)和業(yè)內(nèi)人士的奮斗目標(biāo)。

光纖耦合器的工作原理

光纖耦合器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸(活動(dòng))連接的器件，它是把光纖的兩 個(gè)端面精密對(duì)接起來，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收 光纖中去，并使其介入光鏈路從而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小。對(duì)于波導(dǎo)式 光纖耦合器，一般是一種具有Y型分支的元件，由一根光纖輸入的光信號(hào)可 用它加以等分。當(dāng)耦合器分支路的開角增大時(shí)，向包層中泄漏的光將增多以 致增加了過剩損耗，所以開角一般在30°以內(nèi)，因此波導(dǎo)式光纖耦合器的長度 不可能太短。

光纖耦合器發(fā)展趨勢

盡管光纖耦合器的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)取得了很大成就，已設(shè)計(jì)并研制出多種光纖耦合器，且其中一部分已商品化，但研究和開發(fā)的重點(diǎn)卻主要集中于常規(guī)對(duì)稱型光纖耦合器。由于常規(guī)光纖的結(jié)構(gòu)變化少，性能

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光纖耦合器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸連接的器件，它是把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使其介入光鏈路從而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小。

光纖耦合器的分類

1、FC光纖耦合器

這種光纖耦合器最早是由日本NTT研制。FC是Ferrule Connector的縮寫，表明其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。最早，F(xiàn)C類型的光纖耦合器，采用的陶瓷插針的對(duì)接端面是平面接觸方式(FC)。此類光纖耦合器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，制作容易，但光纖端面對(duì)微塵較為敏感，且容易產(chǎn)生菲涅爾反射，提高回波損耗性能較為困難。后來，對(duì)該類型光纖耦合器做了改進(jìn)，采用對(duì)接端面呈球面的插針(PC)，而外部結(jié)構(gòu)沒有改變，使得插入損耗和回波損耗性能有了較大幅度的提高。

2、SC型光纖耦合器

這是一種由日本NTT公司開發(fā)的光纖耦合器。其外殼呈矩形，所采用的插針與耦合套筒的結(jié)構(gòu)尺寸與FC型完全相同，其中插針的端面多采用PC或APC型研磨方式;緊固方式是采用插拔銷閂式，不需旋轉(zhuǎn)。此類光纖耦合器價(jià)格低廉，插拔操作方便，介入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度較高，安裝密度高(路由器交換機(jī)上用的最多)。

3、ST型光纖耦合器

ST型光纖跳線：常用于光纖配線架，外殼呈圓形，緊固方式為螺絲扣。(對(duì)于10base-F連接來說，光纖耦合器通常是ST類型。常用于光纖配線架)

4、LC型光纖耦合器

LC型光纖耦合器是著名Bell研究所研究開發(fā)出來的，采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機(jī)理制成。其所采用的插針和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，為1.25mm。目前，在單模SFF方面，LC類型的光纖耦合器實(shí)際已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位，在多模方面的應(yīng)用也增長迅速。

5、雙錐型光纖耦合器

這類光纖耦合器中最有代表性的產(chǎn)品由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)研制，它由兩個(gè)經(jīng)精密模壓成形的端頭呈

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光纖耦合器也稱光定向耦合器，是一種多根光纖之問或光源與光纖之間實(shí)現(xiàn)光功率定向傳輸?shù)囊环N無源器件，傳輸?shù)墓獾哪芰看笮⊥鶝Q定耦合器的工作狀態(tài)。當(dāng)輸入光能量較低時(shí)，光纖耦合器處于線性工作狀態(tài);當(dāng)輸入光能量高到一定程度后，光纖中將產(chǎn)生非線性效應(yīng)。即工作在非線性工作狀態(tài)。

保偏光纖耦合器

保偏光纖耦合器可以分為熔融拉錐型與研磨拋光型2種，它的優(yōu)點(diǎn)是在穩(wěn)定的傳輸2個(gè)正交的線偏振光的同時(shí)，能長距離的保持各自的偏振態(tài)不變，其性能參數(shù)如耦合比，附加損耗等，主要由雙錐體形狀決定，而雙錐體的形狀主要由制造工藝來控制。制造保偏光纖耦合器必須使2根光纖偏振軸平行，只有這樣才能制造出保偏耦合器。

實(shí)驗(yàn)證明，折射率匹配型保偏光纖便于制造低損耗、小尺寸的保偏耦合器，同時(shí)要較好的控制腰部直徑和錐體形狀，耦合比可由拉伸長度來控制，消光比是評(píng)價(jià)保偏耦合器保偏性能的主要參數(shù)。

星型耦合器

星形耦合器是光纖通信網(wǎng)的關(guān)鍵部件，通常采用2×2熔融拉錐光纖耦合器組成N×N星形耦合器，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。平板介質(zhì)光波導(dǎo)多端口耦合器結(jié)構(gòu)簡單、耦合效率高，適予成批生產(chǎn)。

全波光纖耦合器

光纖在制造過程中，若其中的氫氧根離子的濃度較大，會(huì)在1385nm處形成一個(gè)吸收峰，需采取特別的措施來保證氫氧根離子的濃度小于10-6，1998年6月有人研制出全波光纖，消除了1385nm水峰，帶寬達(dá)到了1280～1625nm，伴隨著該光纖的出現(xiàn)，光通信網(wǎng)的各種節(jié)點(diǎn)器件的寬帶特性日顯重要。

熔錐型全波光纖耦合器是光纖通信系統(tǒng)中重要的基本器件之一，其帶寬達(dá)到了390nm(1260～1650nm)。利用帶寬拓展技術(shù)(非對(duì)稱工藝)來改變器件的波長特性，使其帶寬達(dá)到260～1650nm，使得在其帶寬范圍內(nèi)均能滿足分光精度的要求，而且滿足低附加損耗、低偏振相關(guān)損耗。

光纖光柵耦合器

光纖光柵耦合器是光纖光柵和光纖耦合器工藝技術(shù)相結(jié)合派生的一種新型全光纖

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