光纤耦合器综述

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光纤耦合器工作原理
        2×2光纤耦合器亦称X型光纤耦合器，它是一种应用最为广泛的定向耦合器件。该种耦合器主要依靠消逝场的作用实现耦合，使两根光纤纤芯相互靠近，可以实现光功率的有效耦合。当光纤中传输的能量经过耦合区时，一部分能量通过消逝波传到包层中，并逐渐耦合到另外一根光纤之中。因此，大多数2×2光纤耦合器的耦合结构都应设计成使两个纤芯彼此靠近的结构。

        当两根光纤芯部贴紧，经熔融延伸或研磨后，纤芯封闭光的能力有所减弱，于是就有光向芯径外扩散的现象产生。对于熔锥型光纤耦合器而言，光纤在熔融拉伸变细的过程中，主光纤芯内传播的基模向包层扩展，从而能量通过包层耦合到相邻光纤的芯内。两纤芯均由于拉锥变细且相距又远，在融合过程中，两光纤芯不起作用，基模扩展到光纤的包层中。于是，周围的介质空气成为包层，两光纤原包层熔成椭圆形状的芯，构成一个新的组合波导，从而使主光纤功率耦合到副光纤。  在单模光纤中，传导模是两个正交的基模。随着两光纤逐渐靠近，处于纤芯之外的倏逝场的重叠范围也越来越大，它们的相互干涉作用也越来越强，使整个体系的光场重新分布，这就是光纤耦合器的工作原理。

        光纤耦合器的制造方法有两种：研磨法和熔融拉锥法 。前者属于冷加工法，即用传统的光学冷加工工艺，沿保偏光纤偏振主轴将光纤磨去一部分，然后将磨去一部分的光纤用胶粘合在一起，这种方法工艺复杂、难度大、要求高、且制成的耦合器体积大、温度稳定性差、实用价值不大，目前己很少采用；后者属于热加工法，自1985年起，研究人员利用单模光纤间的消逝场相互耦合的机理，利用熔融拉锥工艺，使一根光纤内的一部分光耦合到另一根光纤中，实现特定分光比，从而 制成光纤耦合器；熔融拉锥技术制成的光纤耦合器性能稳定、附加损耗低，从而被广泛采用。
   
       （1）磨抛型保偏光纤耦合器  磨抛型保偏光纤耦合器具有耦合比可调、外形尺寸较小、便于系列化和制造装置简单等优点，缺点是环境性能欠稳定，主要原因有两方面：一是由于采用环氧胶合，温度变化时上下基块之间会发生相对位移，引起耦合比、消光比等波动。二是由于匹配液具有较大的系数，温度变化时，匹配液折射率变化比较大，因此导致耦合比随之波动。
       （2）熔融拉锥保偏光纤耦合器  近十几年来 发达国家对保偏光纤耦合器的发展投入了大量的人力和物力，取得了快速的发展，保偏光纤耦合器已达到实用化阶段，但在我国开发研究保偏光纤耦合器还是近几年的事。熔锥型宽带保偏光纤耦合器具有附件损耗低、温度稳定性高、方向性好，可以满足多种光源的使用要求以及制作成本低廉，适于批量生产，而且在军事领域和民用市场存在着广阔的应用前景。   我国的保偏器件技术发展与国际基本同步，但在技术水平与产业程度与国际先进水平相比存在一定的差距，不能形成规模化，主要是缺乏自主常识产权的先进技术和创新成果，缺乏对光纤器件关键制造技术和装备的基础与系统研究，自动化程度低，从而成为制约我国光纤器件制造水平和能力的颈瓶。我国研究保偏光纤耦合器的单位不多 ，中国电子科技集团企业第四十六研究所(以下简称四十六所) 、 北京航空航天大学、 北京玻璃研究所、 国防科技大学、 电子科技大学等单位 先后都开展了保偏光纤耦合器的研究工作 ，亦有产品问世。
         深圳纤亿通科技有限企业xyt-tech.com是一家专注于提供宽带网络接入设备的高科技企业，坐落于深圳市龙华新区工业园路浦华科技园。企业产品分为两个部分，一部分为光有源产品，主要有EOC，EPON，收发器，光模块等，一部分为光无源产品，主要有CWDM,DWDM,分路器，环形器，光开关等。