FOCI
耦合器各参数介绍
分光比 C.R（Coupling Ratio）
Pin POUT1
Coupler
POUT2
P OUT 2 C.R 100% P OUT 1 P OUT 2
FOCI
附加损耗 E.L （Excess Loss）
POUT1
Pin
Coupler
POUT2
POUT 1 POUT 2 E.L 10log (dB) PIN
抛磨型耦合器 制作方式 熔融双锥型耦合器 微弯型耦合器 侧面补偿型耦合器
FOCI
光功率分配器（分路器、合路器）
功能 光波分复用器（分波器、合波器）
单窗口窄带耦合器（CNS） 带宽 单窗口宽带耦合器（CWS） 双窗口宽带耦合器（CWD）
FOCI
单模耦合器 传输模式 多模耦合器
X型耦合器（2X2） 端口形式
C D A E
B
FOCI
宽带单模耦合器
当前光纤通信中采用的1310nm或1550nm的半导体 激光器一般都有±30nm的波长偏差，因此需要耦合器在
一个较宽的波长范围都能达到设计要求。
目前通信领域的宽带耦合器的一般要求：1310nm 1550nm双窗口，每窗口带宽±50nm、分光比的变化不 大于5%。
Pin POUT1
Coupler
POUT2
PMin P.D.L 10log (dB) PMax
FOCI
回损 B.R （Back Reflection）
Pin P反
POUT1
Coupler
POUT2
P 反 BR 10Log (dB) PIN
FOCI
关系推导1： 已知C.R 、EL，求IL1、IL2？ IL1 =-10*LOG10((1- C.R)*10^(- EL /10)) IL2 =-10*LOG10(C.R *10^(- EL /10)) 关系推导2： 已知IL1、IL2，求C.R 、EL？ C.R =10^(- IL2 /10)/(10^(- IL1 /10)+10^(- IL2 /10)) EL =-10*LOG10(10^(- IL1 /10)+10^(- IL2/10))
FOCI
光纤的分类
单模光纤（SMF） 纤芯：9-10um 工作波长 1310nm/1550nm
多模光纤（MMF） DC ：62.5/125um
CC
：50/125um
工作波长 850nm/1300nm
XC
：100/140um
耦合器器件介绍
FOCI
耦合器（Coupler） 使光信号在耦合区发生耦合，并进行 再分配的器件。 分类
FOCI
宽带耦合器制作原理
用熔融拉锥工艺制作宽带耦合器的原理如图：
1 1 0.9 0.8 0.7 P( 1.55 0.0075 Z ) 0.6 P( 1.31 0.0075 Z ) 0.5 Yc( Z ) 0.4 0.3 0.2 0.1 7.56110
6
C
D
0 4000 4000
2πa V= λ
n12-n22
熔锥区截面示意图
FOCI
两光纤波导之间的耦合
在熔锥区，两光纤包层合并在一起，纤芯足够 逼近，形成弱耦合。
弱耦合理论的基本思想是：相耦合的两波导中
的场，各自保持了该波导独立存在时的场分布和传 输系数，耦合的影响表现在场的复数振幅的沿途变 化。
FOCI
两光纤耦合过程光功率分配状况
耦合原理概述
熔融拉锥法就是将两根（或两根以上）除 去涂覆层的光纤以一定的方式靠拢，在高温下 熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双 锥体形式的特殊波导结构，实现传输光功率耦 合的一种方式。
FOCI
熔融拉锥法FBT（Fused Biconical Taper）
FOCI
光纤
夹具 光探测器
光 源
火焰
拉锥式耦合器原理及制作 培训人：周进文
目录
光纤基本知识 耦合器器件介绍
FOCI
耦合原理概述
参数验证实验 烧结制作流程
光纤基本知识
FOCI
什么是光纤？ 是一种纤芯折射率比包层折射率高的 石英玻璃丝。 光纤基本结构：
涂覆层（Coating）
包层（Cladding）
纤芯（Core）
FOCI
插入损耗 I.L （Insertion Loss）
POUT1 Coupler POUT2
Pin
P I .L1 10 log OUT 1 (dB) PIN P OUT 2 I .L2 10 log (dB) PIN
FOCI
偏振敏感损耗 P.D.L (Polarization Dependent Loss)
P1(z)= 1-F2sin2( C z ) F P2(z)= F2sin2( C z ) F
P1(z)是直通臂的光功率， P2(z)是耦合臂的
光功率，z为拉锥长度，C为耦合系数，F2为最大 耦合比。 其中 ；
FOCI
主光纤的归一化功率随拉伸长度的变化
FOCI
耦合比率与熔融拉锥长度的关系
1 0.9 0.8 0.7 P( 1.55 0 Z ) 0.6 P( 1.31 0 Z ) 0.5 Yc( Z ) 0.4 0.3 0.2 0.1 0 4000 4500 5000 5500 6000 Z 6500 7000 7500 8000
控制电路
计算机
熔融拉锥系统示意图
FOCI耦合机理输来自臂 入端锥体耦合区出端锥体
直通臂
耦合臂 入射光功率在双锥体结构的耦合区发生功率再 分配，一部分光功率从“直通臂”继续传输，另一 部分由“耦合臂”传到另一路光路。
FOCI
熔锥型单模光纤耦合器
在单模光纤中，传导模是两个正交的的基模(HE11)
信号。传导模进入熔锥区后，纤芯变细，V值逐渐减少， 越来越多的光功率进入光纤包层。实际上的光功率是在 由包层作为芯，纤外介质(一般是空气)作为新的包层的 复合波导结构中传输的。
Y型耦合器（1X2）
星型耦合器（NXN）
树型耦合器（1XN）
FOCI
C-WD-AC-50-S-1210-35-NC/NC
C-WD:产品名称 A: 光纤种类（D、C） C: 穿线方式（L） 50：分光比 S: 出货等级 （H、A） 12：端口形式（22） 10：出纤长度（05、15、20） 35：工作波长（13、15、85、RX） NC/NC：无连接头（FC/FC、SC/SC等）