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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，為光纖的進一步研發(fā)提供了先進的技術(shù)手段。同時，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)出擾動均勻光纖系統(tǒng)中的耦合模方程及耦合系數(shù)表達式，理論上分析了分別位于多邊形各頂點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)上進一步研究了光纖各個模式間的功率轉(zhuǎn)換。Snyder和Wijngaard出色的理論工作，為光纖耦合器的設(shè)計及光纖耦合器功率轉(zhuǎn)換分析提供了可靠的理論依據(jù)。
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)實現(xiàn)了單模光纖之間的焊接，所進行的拉錐試驗也獲得了一定進展。
Bisbee和Dyott等人采用熔融方法所設(shè)計的光纖耦合器，可實現(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)計出第一個星型光纖耦合器。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。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、
... 查看全文光纖耦合器又稱分歧器、連接器、適配器、光纖法蘭盤，是用于實現(xiàn)光信號分路/合路，或用于延長光纖鏈路的元件，屬于光被動元件領(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特點：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現(xiàn);三是光信號傳輸具有方向性。
根據(jù)光的耦合原理，人們已經(jīng)設(shè)計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)計插入損耗小、耦合效率高、分光比可調(diào)并可實現(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和業(yè)內(nèi)人士的奮斗目標。
光纖耦合器的工作原理光纖耦合器是光纖與光纖之間進行可拆卸(活動)連接的器件，它是把光纖的兩 個端面精密對接起來，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系統(tǒng)造成的影響減到最小。對于波導(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可 用它加以等分。當耦合器分支路的開角增大時，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驗研究已經(jīng)取得了很大成就，已設(shè)計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)的重點卻主要集中于常規(guī)對稱型光纖耦合器。由于常規(guī)光纖的結(jié)構(gòu)變化少，性能
... 查看全文光纖耦合器是光纖與光纖之間進行可拆卸連接的器件，它是把光纖的兩個端面精密對接起來，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，對該類型光纖耦合器做了改進，采用對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)。此類光纖耦合器價格低廉，插拔操作方便，介入損耗波動小，抗壓強度較高，安裝密度高(路由器交換機上用的最多)。
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)品由美國貝爾實驗室開發(fā)研制，它由兩個經(jīng)精密模壓成形的端頭呈
... 查看全文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)。當輸入光能量較低時，光纖耦合器處于線性工作狀態(tài);當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)點是在穩(wěn)定的傳輸2個正交的線偏振光的同時，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。
實驗證明，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，消光比是評價保偏耦合器保偏性能的主要參數(shù)。
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，會在1385nm處形成一個吸收峰，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，其帶寬達到了390nm(1260～1650nm)。利用帶寬拓展技術(shù)(非對稱工藝)來改變器件的波長特性，使其帶寬達到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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