第四章 无源耦合器

E.Li 10logP P IO NUT (di B )
（4.2）
A
10
第四章 无源光耦合器器件
3．分光比（或耦合比）（Coupling Ratio）是指耦合器各输出端口的输出功 率的比值，在具体应用中用相对于输出 总功率的百分比来表示。
C.R POUTi10% 0
(4.3)
POUTi
A
11
第四章 无源光耦合器器件
② 研磨型光纤耦合器。研磨型光纤耦合器制作过程是：将
两根光纤一边的包层研磨掉大部分剩下很薄的一层然后
将两根光纤研磨的一侧拼合在一起，中间涂上一层折射
率匹配液，于是两根光纤可以通过包层里的消失场发生
耦合，得到所需的耦合功率。
A
20
第四章 无源光耦合器来自百度文库件
⑵ 微器件型： 用自聚焦透镜和分光片（光部分透射、光
I 10logPt (dB)
(4.7)
Pin
Pt是某一光路输出端测到的其它光路信号的功率值；Pin是被检测光信号 的输入功率值。
A
19
第四章 无源光耦合器件
4.1.3光耦合器的制作方法
⑴ 光纤型 全光纤型耦合器的制造方法有熔锥和研磨法两 种。
①熔锥型光纤耦合器。把两根光纤或多根光纤排列，用熔 拉双锥技术制作的各种器件。这种方法可以构成Y型耦 合器、定向耦合器和波分解复用器等。
耦合器（coupler）基本结构: 耦合器多为双向 无源器件 ， 基本形式有X型、Y型、树型、星 型等
A
2
第四章 无源光耦合器器件
耦合器（coupler）
主要功能再分配光信号 重要应用在光纤网络 尤其是应用在局域网 在波分复用器件上应用
A
3
光耦合器分类
❖从端口形式
▪ X型、Y型、星型以及树型
A
9
第四章 无源光耦合器器件
2．附加损耗(Excess loss)全部输出端口的输出光功 率总和相对于全部输入光功率的减少值。附加损耗是体 现器件制造工艺质量的指标，反映的是器件制作过程带 来的固有损耗；而插入损耗则表示的是各个输出端口的 输出功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光 比的影响。所以插入损耗不能反映器件制作质量的优劣。
一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根 光纤，或把两根光纤的输入光信号组合在一起， 输入一根光纤。主要用做不同分路比的功率分 配器或组合器。 星型光耦合器——是一种n×m的耦合器，可把n 根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配 给m根光纤。
A
6
第四章 无源光耦合器器件
定向光耦合器——是一种2×2的3端或4端 耦合器。只用于作分路器，不能作合路 器。
熔融拉锥型光纤耦合器的工作原理
A
13
第四章 无源光耦合器器件
5.均匀性（Uniformity） 均匀性就是用来衡量均分器件的“不均匀程
度”的参数。对均分性的分路器定义均匀性 (dB)为所有输出端在整个工作波长范围内(带 宽内)最大插入损耗与最小插入损耗之差，即各 输出端口输出功率的最大变化量。非均分型的 分路器则不具有该指标。
4.方向性（Directivity）
方向性是衡量器件定向传输特性的 参数。定义为从一个输入端到另一个输 入端的插入损耗，即在耦合器正常工作 时，输入一侧非注入光的一端的输出功 率与全部注入光功率的比较值，数学表 达式为：
D.L10logPIN2 (dB) (4.4) PIN1
A
12
第四章 无源光耦合器器件
部分反射）、滤光片（一个波长的光透射，另 一个波长反射）或光栅（不同波长的光有不同 反射方向）等微光学器件可以构成Y型耦合器、 定向耦合器和波分解复用器。用2＊2的耦合器 同样可以构成星状耦合器。自聚焦透镜在光无 源器件中起着非常重要的作用。
P.D.L10 loM g I(P N OUj)T(d)B (4.6) MA(PO XUj)T
A
15
线偏振光：
A
16
自然光：
A
17
部分偏振光：
A
18
第四章 无源光耦合器器件
7．隔离度(Isolation)
波长隔离度定义为被隔离的工作波长在该输出 端的插入损耗。即指光纤耦合器件的某一光路 对其它光路中的光信号的隔离能力。它的意义 是与反映WDM器件对不同波长信号的分离能 力。
3 λN
（d）波分复用型
A
8
第四章 无源光耦合器器件
4.1.2 描述光耦合器特性的一般技术参数 1．插入损耗(Insertion Loss)
插入损耗定义为----指定输出端口的光功率相对全部 输入光功率的减少值。（或说是一个指定输入端光功 率Pic和另一个指定输出端的光功率Poc的比值。
I.Li 10logPP OIN UT (di B )
U.L10 loM g I(P N OU)T(d i B ) MA(PX OU)T
(4.5)
A
14
第四章 无源光耦合器器件
6. 偏振灵敏度或偏振相关损耗 (Polarization Dependent Loss) 定义为不同偏振态线偏振光入射时，最大插入损 耗值和最小插入损耗值之差。是指当光信号的偏振发 生3600变化时，器件各输出端口输出光功率的最大变 化量。是衡量器件性能对于传输光信号的偏振态的敏 感程度的参数，俗称偏振灵敏度。
波分复用/解复用器——波分复用器是与 波长有关的耦合器，用于把多个不同波 长的发射机输出的光信号组合在一起， 输入到一根光纤；解复用器用于把一根 光纤输出的多个不同波长的光信号分配 给不同的光接收机。
A
7
第四章 无源耦合器
常用光耦合器类型示意图
（a）T型
1 4
（c）定向型
（b）星型
2 λ1 λ2
第四章 无源光耦合器器件
4.1 概述 4.2 熔融拉锥型全光纤耦合器 4.3 波导型光耦合器 4.4 耦合器前景展望
A
1
第四章 无源光耦合器器件
定义：能使传输中的光信号在特殊结构的耦合 区内发生耦合，并进行再分配的器件。或光耦 合器是实现光信号分路/合路的功能器件。
光耦合器的功能是把一个输入光信号分配给多 个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输 出。
❖从工作带宽的角度
▪ 单工作窗口的窄带 ▪ 单工作窗口的宽带 ▪ 双工作窗口的宽带
❖从传导光模式
▪ 多模与单模
❖从器件工艺实现方式
▪ 分立光学元件组合型 ▪ 光纤型光耦合器 ▪ 集成波导型
A
4
几种常见光耦合器结构示意图
A
5
第四章 无源光耦合器器件
光耦合器类型 T型光耦合器——是一种2×1的3端耦合器，可把