光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真
光纤分束器耦合比
光纤分束器耦合比你有没注意到，咱们身边那些看似不起眼的东西，其实都能引发一堆让人深思的故事。
就拿光纤分束器来说，这个东西在光通信领域里，估计很多人听了都没啥感觉，甚至不知道它到底干啥的。
不过，今天咱们就来聊聊它的耦合比，咱不讲那么多专业术语，咱讲的就是怎么回事。
记得有一次，朋友给我介绍了一个光纤分束器，说是它能把一根光纤里的信号“分身”，然后往多条光纤里发送，简直就像是一个能“分裂”自己的人。
想象一下，如果你突然能同时出现在好几个地方，效率得多高啊，对吧？那时候，我有点懵，但又觉得好像挺酷的。
我跟朋友聊了聊，原来光纤分束器的耦合比，其实就是它怎么把信号“平均分配”到不同的输出端口。
简单来说，就是分束器把输入的光信号分成几个部分，而每个部分的强度就跟耦合比有关系。
比如，某个分束器可能把信号分成两路，耦合比可能是50:50，也就是说每条光纤接收到的信号是一样的。
然后，也有些分束器，耦合比可能是80:20，意思就是一条光纤拿到大头，另一条就稍微少点儿。
我记得那时候我跟朋友聊得不够深入，他说得一脸轻松：“其实光纤分束器这东西，你可能不懂，但它在现代通信里可重要了。
”当时我确实有点蒙，心想着，光纤分束器到底有多重要呢？难道它就像我每天路过的那家咖啡店一样，看似不起眼，但一旦缺了它，生活都得乱套？于是，我试着去了解，结果发现，光纤分束器确实挺有趣的。
比如，咱们常说的“宽带”或“光纤宽带”背后，离不开这些不起眼的设备，它们帮助不同的设备同时接入网络，避免了“一个信号塞满所有通道”的问题。
而其中，耦合比的设置就显得特别关键。
如果耦合比不对，分配不均，那信号就可能在某些地方特别强，而在其他地方弱得不行，这样网络体验就不太好了，特别是在一些要求高带宽的应用场合。
我记得有一回，家里刚装上了光纤宽带，网络很快就变得飞快，下载速度那叫一个爽。
但隔了一段时间，家里的几个设备开始慢了，尤其是当大家都在看视频、玩游戏的时候，网络明显卡顿。
自由空间光-布拉格光纤耦合效率仿真分析
５６ ６
激 光 与 红 外
第 ４ 卷 １
光通信 和光 纤激 光雷 达 中可 以大 大提 高整机 系统 的 性能 。 目前 ， 空 间光 一布 拉格 光 纤 耦 合 特性 的 研究 文献 资料很 少 ， 了充分发 挥布 拉格 光纤 的优越 性 ， 为 所 以更 应该 重点 关注从 空 间光 到布拉 格光 纤能 否进 行高效 耦合 的 问题 。
ｒ ｄｕ ｆｆｃ ｓ ｄ ｆ ｃ ｌｒａ ｄ ｗａ ｅ ｖ ｃｏ ｆｔ ｅ ｃ ｒ ． ｙ ｏ ｔ ｚｎ ｈ ａ ｕ ｆｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅｅ ｐ ｒ ｐ ａ ｅｙ ｔ ｅ ａ ｉ ｓｏ ｕ ｅ ａ ｕ ａ ｎ ｖ ｅ ｔｒｏ ｈ ｏ ｅ Ｂ ｐ ｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｖ ｅ ｏ ｓ ａ ａ ｔｒ ａ ｐ ｒ ｔ ｌ ， ｈ ｏ ｍｉ ｌ ｈ ｓ ｏ ｉ ｃ ｕ ｌ ｇ ｅ ｃ ｅ ｃ ａ ｅｉ ｒ ｖ ｄ Ｓ ｍｕ ｔｎ ｏ ｓｙ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｃ ｍｅ ｔ ｅｗ ｅ ｏ ｐ ｉ ｇｌ ｎ ｎ ｒ ｇ ｂ ｒ ｓｃ ｕ ｅ ｏ ｐ ｉ ｆ ｉ ｎ ｙｃ ｎ ｂ ｍｐ ｏ ｅ ． ｉ ｌ ｅ ｕ ｌ ，ｈ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎ ｃ ｕ ｌ ｓ ａ ｄ Ｂ ａ ｇｆ ｅ ａ ｓ ｄ ｎ ｉ ａ ｂ ｎ ｅ ｉ ｉ ｂ ｈ ｘ ｅ ａ ｉ ｒｔ ｎ Ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｄ ｃ ｕ ｌ ｇ ｅ ｉｉ ｎ ｙｃ ｕ ｅ ｙ ｉ ｈ ｓｂ ｅ ｎ ｌｚ ｄ Ｉ ｐ ａ ｓ ａ ｏｔ ｎ ｌ ｎ ｙ ｔ ｅｅ ｔｍ ｌ ｖｂ ａ ｉ ． ｈ ｈ ｎ ｅ ｏ ｐ ｉ ｆ ｃ ｅ ｃ ａ ｓ ｄ ｂ ｔ ａ ｅ ｎ ａ ａ ｙ ｅ ． ｔ ｌ ｙ ｎ ｉ ｏ ｎ ｍｐ ｒ ｔｒ ｅ ｉ ａ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｕ ｌ ｇｅ ｆ ｉｎ ｙ ｏ ｒ ｇ ｂ ｒ ｗｈ ｃ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｈ ｂ ｒｌ ａ ｙ ｔｍ ｎ ｐｉ ａ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｎ ｌ ｚｎ ｈ ｏ ｐ ｉ ｆ ｃｅ ｃ ｆＢ ａ ｇ ｆ ｅ ， ｉ ｈ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｏ ｔｅ ｆ ｅ ｉ ｒｓ ｓｅ ａ ｄ ｏ ｔ ｌ ｏ ｎ ｉ ｉ ｅ ｉ ｄ ｃ ｎｃ －
光纤耦合器的理论_设计及进展
第30卷第1期 2010年3月物 理 学 进 展PROGRESS IN PH YSICS V ol.30No.1 M ar.2010文章编号:1000-0542(2010)01-0037-44收稿日期:2009-11-18基金项目:国家自然科学基金(10674075,10974100,60577018)、天津市应用基础与前沿技术研究计划重点项目、国家863计划项目(2006A A01Z 217)、光电信息技术科学教育部重点实验室开放基金项目资助*Ema il:zhangw g@nanka 光纤耦合器的理论、设计及进展林锦海,张伟刚(南开大学现代光学研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300071)摘要: 系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X 型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。
作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。
关键词:光纤光学;光纤耦合器;光纤通信;光纤传感;超长周期光纤光栅中图分类号:T N253;T N929 文献标识码:A0 引言光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光纤无源器件,是光纤系统中使用最多的光无源器件之一,在光纤通信及光纤传感领域占有举足轻重的地位。
光纤耦合器一般具有以下几个特点:一是器件由光纤构成,属于全光纤型器件;二是光场的分波与合波主要通过模式耦合来实现;三是光信号传输具有方向性。
根据光的耦合原理,人们已经设计出了多种光纤耦合器器结构。
包括:X 型光纤耦合器、星型光纤耦合器、双包层光纤耦合器、光纤光栅耦合器、长周期光纤光栅耦合器、布拉格光纤耦合器、光子晶体光纤耦合器等。
随着各种光纤通信和光纤传感器件的广泛使用,光纤耦合器的地位和作用愈来愈重要,并已成为光纤通信和光纤传感领域不可或缺的一部分。
最新多模干涉型光耦合器的仿真设计改3
多模干涉型光耦合器的仿真设计改3西安邮电大学毕业设计（论文）题目：多模干涉型光学耦合器的仿真设计学院：电子工程学院系部：光电子技术系专业：光信息科学与技术班级： 0801班学生姓名：熊杰导师姓名：时坚职称：讲师起止时间： 2012年2月27日——2012年6月17日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《多模干涉型光学耦合器的仿真设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。
论文作者签名：时间：年月日指导教师签名：时间：年月日西安邮电大学毕业设计(论文)任务书学生姓名熊杰指导教师时坚职称讲师学院电子工程学院系部光电子技术系专业光信息科学与技术题目多模干涉型光学耦合器的仿真设计任务与要求1查阅相关资料，阅读相关文献。
2整理文献，了解多模干涉型光学耦合器的应用，目前的发展。
3通过组内讨论，理解多模干涉原理。
4利用软件建模。
选取耦合器参数，设计多模干涉型光学耦合器。
5对系统进行软件仿真，对结果进行分析。
6 对结果进行整理，讨论光波在耦合器中光能量的传输及多模干涉耦合器的应用。
7 完成一篇英文论文的翻译。
8 完成论文写作并进行修改。
开始日期2012年2月27日完成日期2012年6月10日主管院长2012 年 3 月 1 日(签字)西安邮电大学毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名：_ 熊杰 _指导教师：_ 时坚职称：讲师学院：_ 电子工程学院 _ 系部：__光电子技术系专业：光信息科学与技术题目：_ 多模干涉型光学耦合器的仿真设计工作进程起止时间工作内容2012.02.27——2012.03.23 1查阅相关资料，阅读相关文献。
2012.03.23——2012.04.10 2了解多模干涉型光学耦合器的应用，目前的发展。
光纤耦合器的参数(精)
附加损耗:公式中分子只是将所有的输出端口的功率加起来
分光比: 公式中分母是将所有的输出端口的功率加起来
课堂总结
教学章节
光纤耦合器的参数
教学环境
多媒体机房
教学
内容
1.光纤耦合器的参数
教学
Байду номын сангаас目标
1.掌握光纤耦合器的参数的定义和计算
重点
难点
1.光纤耦合器的参数的定义和计算
教学
方法
讲授和总结
教学
过程
本节以讲授为主
1.光纤耦合器的参数
光耦合器技术性能指标有：插入损耗、附加损耗、分光比、方向性、均匀性、偏振相关损耗
分别介绍各个参数的定义和计算公式
耦合光纤长度
耦合光纤长度你提供的文档路径似乎是指向一个关于“天津律师行业现状”的文档，但标题是“耦合光纤长度”，看起来有些不匹配呢。
不过我可以根据标题“耦合光纤长度”来创建一个文档内容示例，以下是一个简单的Word文档格式内容：标题：耦合光纤长度一、引言耦合光纤在光纤通信、光纤传感等众多领域中有着至关重要的作用。
而耦合光纤的长度是一个影响其性能的关键参数。
二、耦合光纤长度的定义耦合光纤长度指的是在耦合结构中，用于实现光信号从一个光纤到另一个光纤（或者从光纤到其他光学元件）有效传输的光纤部分的长度。
这一长度不仅仅是物理上的光纤线段长度，还涉及到在耦合过程中能够实现满足特定耦合效率要求的有效长度。
三、影响耦合光纤长度的因素（一）光纤的数值孔径不同数值孔径的光纤在耦合时，需要不同的长度来达到最佳耦合效果。
数值孔径较大的光纤，可能在较短的耦合长度下就能实现较高的耦合效率，因为它能够捕获更多角度的光线。
（二）耦合方式1. 直接耦合在直接耦合中，光纤端面直接对准进行光的传输耦合。
这种情况下，耦合光纤长度相对较短，但对光纤的对准精度要求极高。
2. 透镜耦合通过透镜来聚焦和准直光线，实现光纤之间的耦合。
此时，耦合光纤长度会受到透镜焦距、透镜与光纤之间的距离等因素影响。
通常，需要根据具体的透镜参数和耦合要求来确定合适的光纤长度。
（三）工作波长不同的工作波长在光纤中传播的特性不同。
例如，长波长的光在光纤中的损耗可能相对较低，但它与光纤的耦合效率可能与短波长光有所不同，从而需要调整耦合光纤的长度来适应不同波长的光耦合需求。
四、耦合光纤长度对系统性能的影响（一）耦合效率合适的耦合光纤长度能够提高耦合效率。
如果长度过短，可能导致光信号耦合不完全，造成能量损失；如果长度过长，可能会引入额外的损耗，如光纤自身的吸收损耗和散射损耗等。
（二）信号传输质量1. 脉冲展宽在光纤通信中，耦合光纤长度不合适可能会导致脉冲展宽。
对于长距离传输系统，脉冲展宽会影响信号的传输速率和误码率。
光纤耦合
MATLAB
中 文 论 坛 与 作 者 交 流
【分析】 对于这种半导体激光器，从式(4.111)可得B(θ = 7.5◦ , φ = 0◦ ) = B0 (cos 7.5◦ )L = 0.5B0 ，于是可以求解L，在MATLAB中作出水平方向图。程序代码如下：
1 2 3 4 5 6 7 8
N = 1000; theta = linspace(-pi/2,pi/2,N); B1 = cos(theta); L = log(0.5)/log(cos(7.5/180*pi)); B2 = cos(theta).ˆL; polar(theta,B1) hold on polar(theta,B2,’--r’)
182
MATLAB
中 文 论 坛 与 作 者 交 流
图 4.20
光源耦合进光纤的光功率示意图
。
光纤端面在光源发射面中心之上并且其位置尽可能靠近光源。耦合光纤的光功率可以用 下面的关系式计算： ∫ ∫ P = As dAS Ω f B(AS , ΩS )dΩS ] (4.112) ∫r ∫2π [∫2π ∫θmax B ( dθS rdr = 0m 0 θ , φ ) sin θ d θ d φ 0 0
式中，PF 为耦合进光纤的光功率； PS 为光源发射出的全部光功率。发射效率或耦合效率取决 于和光源连接的光纤类型和耦合实现的过程，例如是否采用透镜或其他耦合改进方案。 实际上，许多光源供应商提供的光源都附带一小段长度（1m或更短）的光纤，以便使其 与光纤链接过程总是处于最佳功率耦合状态，这段短光纤通常称为“尾纤”或“跳线” 。因 此，对于这些带有尾纤的光源与光纤的耦合问题提可以简化成为一种简单形式：即从一根光 纤到另一根光纤的光功率耦合问题。在这个问题中，需要考虑的因素包括光纤的类型（单模 光纤或多模光纤） 、纤芯尺寸、数值孔径、纤芯折射率分布、光纤位置偏差等。
光纤耦合器的性能分析
光纤耦合器的性能分析李绪友赵春兰杨汉瑞杨慧慧( 哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨 150001 )摘要在光纤陀螺中，耦合器的性能变化对陀螺的稳定性有很大的影响，对光纤耦合器性能的分析研究对光纤陀螺的进一步发展具有重大意义。
本文对耦合器分光比、损耗及偏振串音特性进行了理论分析与实验研究。
基于LabVIEW 和Matlab 工具的发展和应用，结合两者的优点和实验室的设计需求，设计出了一个便捷、直观、实用性强的耦合器性能分析平台，通过该平台选取出了性能比较好的实验室自制耦合器，便于实际光纤传感系统中不同性能要求的耦合器的选取。
关键词耦合器；分光比；损耗；偏振串音；LabVIEW中图分类号TH741文献标志码：APerformance Analysis of Fiber CouplerLi Xuyou, Zhao Chunlan, Y ang Hanrui, Y ang Huihui(College of Automation, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)Abstract In FOG, the changes in the performance of couplers has a great impact on the stability of the gyroscope. The analysis of the performance of optical fiber couplers is of great significance to the further development of fiber optic gyroscope. The characteristics such as splitting ratio, loss and polarization crosstalk of coupler were analysized theoretically and researched in the experiment in the article. Based on the development and application of LabVIEW and Matlab tools in the automation field, combined with their advantages and laboratory design needs, a convenient, intuitive, strong practical Coupler Performance Analysis platform was designed. By the platform, good-performance coupler was selected from many laboratory-made couplers in order to select couplers with different performance requirements in the practical optical fiber sensing system.Key words Coupler; Splitting ratio; Loss; Polarization crosstalk; LabVIEW光纤耦合器是一种光无源器件，是用来连接两根或多根光纤，使光纤中传输的光信号在特殊的耦合区发生耦合，并进行光功率或者波长分配的元器件。
光在波导中耦合的长度与耦合系数的关系
光在波导中耦合的长度与耦合系数的关系下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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单模光纤耦合率的计算分析
单模光纤耦合率的计算分析摘要：光纤耦合率是光纤网络中一个重要的参数，可以影响网络中数据传输的效率。
本文重点介绍了单模光纤耦合率的计算分析方法，给出了具体的计算方式和公式，并基于此设计了一个仿真实验。
实验结果表明，该单模光纤耦合率的计算分析方法有效，可以帮助提高网络效率。
第一部分：引言1.1光纤耦合率及其重要性光纤耦合率是指当光信号从一根光纤传输到另一根光纤时，光信号衰减值的比例。
光纤耦合率对于光纤网络的运行至关重要，如果光纤耦合率太低，传输的信息将受到大量的衰减，影响数据的传输速率和可靠性。
因此，正确的计算和分析光纤耦合率对于提升网络效率具有重要意义。
1.2单模光纤耦合率单模光纤耦合率是指当一根光纤两端分别连接一个偶极子温度计和一个源偶极子温度计时，通过这两个偶极子温度计测量的衰减值的比例。
第二部分：单模光纤耦合率的计算分析2.1计算公式单模光纤耦合率的计算公式为：U=1/[1+(A/B)],其中A表示偶极子温度计的基本衰减值，B表示源偶极子温度计的基本衰减值。
2.2单模光纤耦合率的计算实例以放射性核素放射源为例，其基本衰减值A为3 dB，源偶极子温度计的基本衰减值B为5 dB，按照上述公式计算：U=1/[1+(3/5)]=0.6第三部分：单模光纤耦合率的仿真实验3.1实验设计为了验证和证明此单模光纤耦合率的计算方法的有效性，我们设计了一个根据实际情况模拟出的实验，实验中参与了两个平行光纤，每根光纤的头部分别接上一个偶极子温度计和一个源偶极子温度计，它们是通过E口接口连接的，并利用电脑上的光纤耦合仪。
3.2实验结果实验结果表明，单模光纤耦合率U为0.6，即偶极子温度计的基本衰减值A为3 dB，源偶极子温度计的基本衰减值B为5 dB，与上面的计算结果一致，有效地证明了本文介绍的单模光纤耦合率的计算分析方法的有效性。
第四部分：结论本文介绍了单模光纤耦合率的计算分析方法，以及基于此设计的实验。
实验结果显示，该单模光纤耦合率的计算分析方法有效，可以提高网络效率，提升数据传输的可靠性。
光纤包层模式耦合效率仿真
光纤包层模式耦合效率仿真好嘞，今天咱们聊聊光纤包层模式耦合效率的事儿。
听起来像是高大上的科技话题，别担心，我会用简单的语言让你明白这其中的门道。
光纤，大家肯定都不陌生，简单来说，就是那根细细的玻璃线，能把光信号传得飞快，简直就像是现代版的“飞鸽传书”。
可光纤的内部构造可复杂了，尤其是包层模式，乍一听就让人觉得头疼，但其实也就是光纤里的一种传输方式。
想象一下，你在大街上走，旁边有一群人聚在一起聊天，他们说得热火朝天，但你听不清。
于是你得找到一种方法，靠近他们，才能听到那些有趣的八卦。
这就是耦合的过程，光线在不同的模式之间跳跃，试图找到最适合自己的那条路。
包层模式，通俗点说，就是光纤外层的“派对”，里面有各种各样的光线在上面“交际”，而我们就是要想办法让更多的光线加入到这个“派对”中。
效率，嗯，这个词大家都懂。
生活中我们总希望做事情能快点儿，不然等得花儿都谢了。
在光纤的世界里，耦合效率就像是光信号参加派对的能力，耦合得好，信号强，耦合得不好，信号弱，传输效果自然大打折扣。
想象一下，你的WiFi信号，像一条细长的光纤，耦合得好，网速飞快，耦合得不好，玩个游戏都卡得像抽筋。
这时候，仿真就登场了。
仿真其实就是在电脑里玩一场“模拟游戏”，把光线在光纤里走的路都提前设定好。
就好比你在玩“模拟城市”，先规划好每条道路，再看车流量是不是通畅。
仿真能让我们提前预见到耦合的效果，省去不少不必要的麻烦。
想象一下，真到了现场，结果发现光信号进不去，尴尬得要死，仿真可就帮了大忙。
仿真还会遇到一些“小插曲”。
就像人们在聚会上聊天，有的人总是能引起大家的注意，有的人却只能默默无闻。
光纤里也有类似的情况，某些模式总能和包层产生良好的耦合，光线在它们之间穿梭自如，完全没问题。
可有的模式，就像在派对上没话找话，硬要插话，结果只得到了冷落。
通过这些小实验，咱们可以找到哪些光线更容易耦合，把那些“不受欢迎的”模式一边儿去。
更有趣的是，耦合效率跟光纤的结构、材料也息息相关。
熔融拉制微纳光纤耦合器的仿真模拟
熔融拉制微纳光纤耦合器的仿真模拟丁蕊;朱益清;姚晓天【摘要】为了对微纳光纤耦合器进行研究,采用光束传播法,在不同熔融区长度和不同波长输入光情况下对微纳光纤耦合器的熔融拉制过程进行数值模拟,取得了输出光功率随拉伸长度变化的曲线和光场分布,并分析了耦合器的3个阶段的模场变化和光场特点.结果表明,当拉伸到微纳光纤耦合器失去有效耦合阶段时,两光纤的输出光功率趋于相等且不再随拉伸长度的变化而变化;熔融拉锥耦合器在各个阶段的光场分布特点不同;熔锥型的微纳光纤耦合器失去有效耦合与熔融区的光纤直径直接关联,且此光纤直径与输入光的波长有关,波长越小,熔融区需经拉伸达到的光纤直径越小.这一结果对研究微纳光纤耦合器失去有效耦合的成立条件是有帮助的.%In order to study micronano fiber couplers,numerical simulation of the melting and drawing process of micronano fiber couplers was carried out by using beam propagation method.The curves of output light power with the change of tensile length and the distribution diagram of light field were obtained.The change of mode field and the characteristics of light field of three phases of the coupler were analyzed through software simulation.The results show that output light power of two fibers tends to be equal and no longer varies with the change of tensile length when a micronano fiber coupler is in the phase of losing the effective coupling.The characteristics of light field distribution of the fused taper coupler at various stages are different.The loss of effective coupling of taper-type micronano fiber coupler is directly related to fiber diameter of the melting zone.And the fiber diameter is related to the input light wavelength.Thesmaller the wavelength is,the smaller the fiber diameter that should be reached by the melt zone is.It is helpful for the study of the conditions for the loss of effective coupling of micronano fiber coupler.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2018(042)004【总页数】4页(P462-465)【关键词】光纤光学;微纳光纤耦合器;光束传播法;光场分布;光波长【作者】丁蕊;朱益清;姚晓天【作者单位】江南大学理学院,无锡214122;江南大学理学院,无锡214122;天津大学精密仪器与光电工程学院,天津300129;苏州光环科技有限公司,苏州215123【正文语种】中文【中图分类】TN253引言微纳光纤[1-3]通常是指直径在几微米及以下的光学波导,具有强消逝场、强光约束、低损耗、尺寸小等特点[4-5]，因而成为研究热点[6-7]。
耦合比与耦合区间隔的关系仿真
武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：学妹拯救者专业班级：电子09 指导教师：学妹工作单位：信息工程学院题目：光纤耦合器的耦合比与耦合区间隔的关系仿真初始条件：具较扎实的光电子技术的理论知识及较强的实践能力；学会使用BeamPROP 仿真软件。
要求完成的主要任务：1. 掌握光纤耦合器的相关概念与知识。
2．利用BeamPROP仿真软件对光纤耦合器实现仿真。
3. 得出光纤耦合器的耦合间隔与耦合比之间的关系。
4. 完成课程设计报告（应包含仿真图，调试及设计总结）。
时间安排：1．2012年6月25日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2．2012年6月26日至2012年7月6日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3. 2012年7月6日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1耦合原理分析 (2)1.1 光纤耦合器的基本结构 (2)1.2 光纤耦合器的耦合效率 (3)1.3 耦合效率的影响因素 (3)2 BeamPROP软件简介 (4)3 光纤耦合的仿真 (4)3.1光纤耦合的绘制 (4)3.1.1 建立波导 (4)3.1.2 设置路径与监视器 (6)3.1.3 设置位置的变量 (6)3.2 仿真结果 (7)3.2.1 光纤耦合器的传播路径仿真 (7)3.2.2 耦合间隔与耦合比的关系扫描仿真 (8)4 总结 (10)参考文献 (11)摘要光纤耦合器又称光定向耦合器，是对光信号实现分路、合路、插入和分配的无源器件，应用于基于光纤传输的电信网路、区域网路、光纤传感网路等光纤网络中。
它们是依靠光波导间电磁场的相互耦合来工作的，它们的性能指标主要有工作中心波长λ0、附加损耗、耦合比（分束比或分光比）、分路损耗及反向隔离度等。
LD光纤耦合模拟演示[精品文档]-图文
![LD光纤耦合模拟演示[精品文档]-图文](https://img.taocdn.com/s3/m/d84120513d1ec5da50e2524de518964bcf84d203.png)
LD光纤耦合模拟演示[精品文档]-图文LD耦合模拟演示目录第一章绪论............................................................. ...........................................3第二章半导体激光与光纤耦合的理论............................................................. (4)2.1半导体激光器输出光束特性............................................................. .........42.2光纤的基本理论............................................................. .........................52.3光纤耦合条件............................................................. ............................6第三章10WLD耦合模拟............................................................. . (7)3.1光路结构及器件参数............................................................. ..................73.2耦合模拟............................................................. ...................................73.3光路优化............................................................. ...................................9第四章大功率LD耦合模拟............................................................. . (10)4.1光路结构..............................................................................................104.2耦合模拟............................................................. .................................11第五章结论............................................................. . (16)第一章绪论本文利用Zema某对10W与30W两种LD耦合方式进行了模拟，除对现有10WLD耦合工作进行验证之外，也为30WLD的光纤耦合工作提供了设计指导。
光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真初始条件：具有一定的光纤光学基础知识，能较好地理解光纤耦合器的工作原理及其性能指标；会使用光学仿真软件，如Beamprop等；具备装有Beamprop或其他光学仿真软件的计算机平台。
要求完成的主要任务：1.学会使用Beamprop光学仿真软件；2.学习掌握光纤耦合器的工作原理及其性能指标；3.利用Beamprop软件进行光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真，并对仿真结果进行分析总结。
时间安排：1．2011年6月27日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2．2011年6月28日至2011年7月7日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3.2011年7月8日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2光纤耦合器简介 (2)2.1光纤耦合器的原理及制作 (2)2.2光纤耦合器的类型及结构 (4)3 Beamprop的使用简介 (6)4耦合比与耦合区长度的关系仿真 (9)4.1光纤耦合器的绘制 (9)4.2仿真的前期准备 (10)4.3仿真结果 (10)5个人小结 (13)参考文献 (14)摘要光纤耦合器又称光定向耦合器，是对光信号实现分路、合路、插入和分配的无源器件，应用于基于光纤传输的电信网路、区域网路、光纤传感网路等光纤网络中。
它们是依靠光波导间电磁场的相互耦合来工作的，它们的性能指标主要有工作中心波长λ0、附加损耗、耦合比（分束比或分光比）、分路损耗及反向隔离度等。
本文将简单分析光纤耦合器的耦合区长度与耦合比的关系，在本次课程设计中采用光学模拟仿真软件Beamprop来进行光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系的简单仿真分析，得出耦合比与耦合区长度的关系。
光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真
课程设计任务书学生姓名：青蛙哥专业班级：电子科学与技术0803 指导教师：李成军工作单位：信息工程学院题目: 光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真初始条件：具较扎实的光纤理论知识及较强的实践能力；对光纤课题的选择有一定的了解；具备光纤课题的设计能力及基本软件仿真能力；能够正确使用软件进行光纤课题的仿真与分析。
要求完成的主要任务：（1）学习beamprop软件。
（2）光纤耦合器的耦合比与耦合区长度关系的理论分析。
（3）对设计的光纤耦合器进行beamprop软件仿真工作。
（4）完成课程设计报告（应包含原理分析、仿真图及设计总结）。
时间安排：1．2011年6月24日分班集中，讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2．2011年6月25日至2011年7月7日完成资料查阅、设计；完成课程设计报告撰写。
3. 2011年7月8日提交课程设计报告，进行课程设计答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2.设计内容及要求 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计要求 (2)3 设计的基本原理 (3)3.1耦合原理 (4)3.2 光纤耦合器与耦合长度的关系 (5)4 软件仿真 (8)4.1 beamprop软件介绍 (8)4.2 对耦合器的仿真 (9)5心得体会 (15)参考文献 (16)摘要光纤耦合器(Coupler)又称分歧器(Splitter)、连接器、适配器、法兰盘，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。
光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到最小。
对于波导式光纤耦合器，一般是一种具有Y型分支的元件，由一根光纤输入的光信号可用它加以等分。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真初始条件：具有一定的光纤光学基础知识，能较好地理解光纤耦合器的工作原理及其性能指标；会使用光学仿真软件，如Beamprop等；具备装有Beamprop或其他光学仿真软件的计算机平台。
要求完成的主要任务：1.学会使用Beamprop光学仿真软件；2.学习掌握光纤耦合器的工作原理及其性能指标；3.利用Beamprop软件进行光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真，并对仿真结果进行分析总结。
时间安排：1．2011年6月27日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。
2．2011年6月28日至2011年7月7日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3.2011年7月8日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2光纤耦合器简介 (2)2.1光纤耦合器的原理及制作 (2)2.2光纤耦合器的类型及结构 (4)3 Beamprop的使用简介 (6)4耦合比与耦合区长度的关系仿真 (9)4.1光纤耦合器的绘制 (9)4.2仿真的前期准备 (10)4.3仿真结果 (10)5个人小结 (13)参考文献 (14)摘要光纤耦合器又称光定向耦合器，是对光信号实现分路、合路、插入和分配的无源器件，应用于基于光纤传输的电信网路、区域网路、光纤传感网路等光纤网络中。
它们是依靠光波导间电磁场的相互耦合来工作的，它们的性能指标主要有工作中心波长λ0、附加损耗、耦合比（分束比或分光比）、分路损耗及反向隔离度等。
本文将简单分析光纤耦合器的耦合区长度与耦合比的关系，在本次课程设计中采用光学模拟仿真软件Beamprop来进行光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系的简单仿真分析，得出耦合比与耦合区长度的关系。
关键词：光学耦合器；耦合区；耦合比；仿真AbstractOptical coupler is also called directional light coupler, optical signals of optical, all the way to realize, insert and distribution of the passive components, used in the telecommunications network based on optical fiber transmission, regional network, the optical fiber sensing the Internet in the optical fiber network. They depend on optical waveguide electromagnetic field coupling between the work to the performance index, their main job center wavelength lambda 0, additional loss, coupling ratio (divide bundle or spectral ratio), than of optical loss and backward isolation degree, etc. This paper will be a simple analysis of the coupling of optical fiber coupling length and the coupling of area than in the relationship, the course design of the optical simulation software Beamprop to optical fiber coupling of the coupling of the length of the coupling area than and the relationship between the simple simulation analysis, coupled with that than the length of the coupling relationship between area.Keywords: Optical Coupler; Coupling Area; Coupling Ratio;Simulation1绪论随着光纤通信、光纤传感等光网络技术的发展，光纤系统日趋成熟，应用领域不断拓宽，光纤系统的结构日趋复杂，促使各种无源功能器件逐渐发展起来，光纤耦合器就是其中的一种。
光纤耦合器又称光定向耦合器，是对光信号实现分路、合路、插入和分配的无源器件，广泛应用于基于光纤传输的电信网路、区域网路、光纤传感网路等光纤网络中。
光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到最小。
它的性能指标主要有工作中心波长λ0、附加损耗、耦合比（分束比或分光比）、分路损耗及反向隔离度等。
光纤耦合器的类型有Y型耦合器、2×2星状耦合器、n×m耦合器、波分复用器，耦合器的结构有光纤型、微器件型、波导型等，其中光纤型耦合器根据制造方法又分熔锥型和研磨型。
耦合器等无源器件是光纤传输系统的重要组成部分，只有深入掌握它们，了解它们的各项性能指标，才能设计出适合不同需要的光纤系统。
本次课程设计将利用Beamprop光学仿真软件来对光纤耦合器的性能指标之一耦合比与耦合区的长度的关系进行仿真分析，得出它们之间的关系。
Beamprop 是一个高度集成了计算机辅助设计和模拟仿真的专业软件，专用于设计集成光学波导元件和光路。
此软件由美国RSOFT公司出品，1994年投入市场，被学院及产业公司的开发设计人员广泛使用。
此软件使用先进的有限差分光束传播法(finite-difference beam propagation method)来模拟分析光学器件。
用户界面友好，分析和设计光学器件轻松方便。
其主程序为一套完善的用于设计光波导元件和光路CAD设计系统，且可控制相关的模拟参数，如：数值参数、输入场以及各种显示、分析功能选项。
另一功能为模拟程序，它可以在主程序内或独立执行模拟分析工作，以图形方式显示域的特性以及用户感兴趣的各种数值特性。
它一般专门用来做光波导的模拟仿真。
2光纤耦合器简介2.1光纤耦合器的原理及制作光纤耦合器的功能是把一个或多个光输入分配给多个或一个光输出，它的性能指标主要有工作中心波长λ0、附加损耗、耦合比（分束比或分光比）、分路损耗及反向隔离度等。
光纤耦合器对光纤线路的影响主要是附加插入损耗，还有一定的反射和串扰噪声。
耦合器大多与波长无关，与波长相关的耦合器专称为波分复用器或解复用器。
根据输入端光纤数及输出端光纤数，光纤耦合器可分为1×n及n×n星状耦合器及2×2定向耦合器。
耦合器的结构有光纤型、微器件型、波导型等，其中光纤型耦合器根据制造方法又分熔锥型和研磨型。
图2.1为直连型光纤耦合器的图示，图2.2为波导式Y型分支路光纤耦合器的图示。
图2.1直连型光纤耦合器图2.2波导式Y型分支路光纤耦合器多模光纤的n可做到很大，如64×64的星状耦合器的超额损耗可以降低到1dB以下。
制造工艺普遍采用熔融双锥渐变的办法，即将多根裸光纤绞在一起，加热到软化温度，适当拉伸，在熔融区形成渐变双锥结构。
从输入端看，每根光纤的芯径都在渐渐地、均匀地变细，可传输的模式愈来愈少，达到截止的模式将辐射进包层区，最后所有的模式都变成了包层模。
接着光纤的芯径又逐渐增大，光又重新耦合进入芯区，并将相当均匀地在每根输出光纤中分配能量。
因此，任意一根输入光纤的光功率都会大致均匀地分配到每一根输出光纤中去。
这就是星状耦合器的工作原理。
单模光纤1×n耦合器的制造工艺与多模光纤相同，但耦合机理不同。
如2×2单模光纤耦合器，其输入光纤中传播的已是最低模式，不再会截止。
在渐变耦合区中，当两芯区非常靠近时，它们的模式场会相互重叠，光功率将以相干耦合的形式从一个芯区耦合到另一个芯区，稍后又耦合回来，在两条纤芯间来回振荡。
只需在适当位置终止耦合（两条光纤分开），则可以按预期的比例将光功率注入指定的光纤。
显然，单模光纤耦合器的制造难度比多模光纤更大。
实际上无论是多模还是单模光纤耦合器的制造工艺都是精密控制下的全自动过程，质量控制非常严格，以至于单模光纤定向耦合器的超额损耗可以低于0.1dB，但单模光纤耦合器的耦合比较难控制。
图2.32×2的可调光纤定向耦合器图2.3为2×2的可调光纤定向耦合器示意图，两块玻璃或石英衬底事先磨抛并切割出适当半径的弧形槽，将两根裸单模光纤嵌入槽内并稳妥粘结。
研磨光纤包层材料直至芯区非常接近表面，表面抛光后两部件按图示对接起来，即完成耦合器的制作。
保持光纤轴线平行，在垂直于轴的方向上推动滑块则可改变两根光纤之间的耦合比。
在2×2的光纤定向耦合器中，光束从输入端口Input进入耦合器，在耦合区中从一根光纤（图2.3中Output1所对应的光纤）耦合到另一根光纤（图2.3中Output2所对应的光纤）中，耦合到输出端口Output2的光功率可通过耦合比计算得出。
耦合比为光纤耦合器各输出端口的输出功率占总功率的比值，计算公式为CR（dB）=-lg（P oi/P总），也可用百分比表示CR（%）=（P oi/P总）×100%。
耦合比与耦合器的耦合区长度及间隔等有关，本次设计将使用光学仿真软件来进行光纤耦合器的耦合比与耦合区长度的关系仿真，并进行简单的分析。
2.2光纤耦合器的类型及结构光纤耦合器的类型有Y型耦合器、2×2星状耦合器、n×m耦合器、波分复用器，耦合器的结构有光纤型、微器件型、波导型等，其中光纤型耦合器根据制造方法又分熔锥型和研磨型。
以下为常用光纤耦合器的简单图示。
图2.4 Y型耦合器图2.5 2×2耦合器图2.6星状耦合器图2.7波分复用器图2.4为Y型耦合器，这是一种3端口耦合器，其功能是把一根光纤输入的光信号按一定的比例分配给两根光纤，或把两根光纤输入的光信号组合在一起，输入一根光纤。
这种耦合器主要用作不同分路器的功率分配器或功率组合器。