第六章光耦合器

熔锥光纤型 光波长分配器
微器件型
星型耦合器
光功率耦合器—Splitter
定义：对同一波长的光功率进行分路或合路 功能：光信号的分配、合成、提取、监控等。
N×N
1×N
22光纤耦合器
输入功率 P0 P4 P3 P2 直通功率 P1
串扰
L
锥形区域
W
L
耦合功率
耦合区域 锥形区域
Wd P K0 ( ) 2 1 P 0 cos Cz U a C-耦合系数 c 2 2 2 2 P2 P0 sin Cz 2n1 a V K1 (W )
a)结构
b)符号
光纤耦合器 光耦合器是具有多个输入端和多个输出端 的光纤汇接器件，它能使传输中的光信号在 特殊结构的耦合区发生耦合，并进行再分配， 实现光信号分路/合路的功能。 一般用MN来表示一个具有M个输入端和 N个输出端的光耦合器。
光耦合器分类
功能不同 光功率分配器 工作原理不同 光波导型 拓扑结构不同 树型耦合器
熔锥光纤型波长耦合器
P
P1
P2
0
1
2
光栅型波长耦合器
3 2 1
4
输入光
光 栅
光 栅
光栅：材料（结构）中的周期性扰动
m d arcsin sin i
光栅具有特殊性质：(与波长相关的反射特性)
sin i sin d m
不同波长的光具有不同的衍射角，因此它们可以被分开。
2
耦合区两纤芯中光功率随耦合区长度 的耦合交换规律。可根据耦合比要求， 决定拉伸长度，但拉锥长度太长，纤 芯变得过细后，将引起能量辐射，功 率降低，插入损耗明显增加。
被驱动光纤的相位总比驱动光纤的相位滞后/2。
性能参数
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插入损耗; 分光比; 附加损耗; 串音（隔离度）。
性能参数——插入损耗
输入功率 直通功率 P3
P1
P4
性能参数——附加损耗
输入功率 P1 直通功率 P3
P4
性能参数——分光比（耦合比）
输入功率 P1 直通功率 P3
P2
P4
性能参数——串音（隔离度）
输入功率 P1 直通功率 P3
P2
P4
光波长耦合器— Wavelength Coupler
如何将光功率按波长分开?
光栅型波长耦合器
光纤
1 2 3
自聚焦透镜
光栅
1+ 2+ 3
自聚焦透镜原理
P
P/4
介质薄膜型波长耦合器
1， 2， 3，…n 1， 3，…n
2
介质薄膜干涉型滤波器
介质薄膜型波长耦合器
自聚焦透镜 介质薄膜滤波器
2
1 1+ 2
4波长介质膜波长耦合器
介质薄膜3
4
《光纤通信系统》
第五章 光无源器件(1)
本节内容:光耦合器
光耦合器概述
光耦合器的结构与工作原理
理解!
光耦合器的性能参数
掌握!
与OC的区别 光耦合器和电路中的OC（Optical Coupler）是同一个概念吗？
结构：发光器件和光敏器件组装在一起，构成 电—光—电的转换器件。 应用：光电隔离器、开关
3
2 2 1 1 1+ 2+ 3+ 4
介质薄膜2
介质薄膜1
Any Question?
思考题
1
请结合书籍和网络，谈谈光纤连接器的最新 进展和市场应用情况。 提交报告1份!
2
2×2双锥形光纤耦合器的一端口的输入功率为 200 μW，两个输出端口的输出功率分别为 90 μW和 85 μW，另一输入端口输出功率为 6.3 nW，求： 1) 器件的分光比；2） 插入损耗。