光纖通信耦合器

光纖通信耦合器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸(活動(dòng))連接的器件，它是把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來(lái)，以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使其介入光鏈路從而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減到最小。對(duì)于波導(dǎo)式光纖耦合器，一般是一種具有Y型分支的元件，由一根光纖輸入的光信號(hào)可用它加以等分。當(dāng)耦合器分支路的開角增大時(shí)，向包層中泄漏的光將增多以致增加了過剩損耗，所以開角一般在30°以內(nèi)，因此波導(dǎo)式光纖耦合器的長(zhǎng)度不可能太短。

工業(yè)耦合器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T11918-2001《工業(yè)用插頭插座和耦合器第1部分：通用要求》

GB/T11919-2001《工業(yè)用插頭插座和耦合器第2部分：帶插銷和插套的電器附件的尺寸互換性要求》

工業(yè)耦合器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

IEC60309《工業(yè)用插頭插座和耦合器第1部分：通用要求》2100433B

光纖耦合器可分標(biāo)準(zhǔn)耦合器（雙分支，單位1×2，亦即將光訊號(hào)分成兩個(gè)功率）、星狀/樹狀耦合器、以及波長(zhǎng)多工器（WDM，若波長(zhǎng)屬高密度分出，即波長(zhǎng)間距窄，則屬于DWDM），制作方式則有燒結(jié)（Fuse）、微光學(xué)式（Micro Optics）、光波導(dǎo)式（Wave Guide）三種，而以燒結(jié)式方法生產(chǎn)占多數(shù)（約有90%）。燒結(jié)方式的制作法，是將兩條光纖并在一起燒融拉伸，使核芯聚合一起，以達(dá)光耦合作用，而其中最重要的生產(chǎn)設(shè)備是融燒機(jī)，也是其中的重要步驟，雖然重要步驟部份可由機(jī)器代工，但燒結(jié)之后，仍須人工作檢測(cè)封裝，因此人工成本約占10～15%左右，再者采用人工檢測(cè)封裝須保品質(zhì)的一致性，這也是量產(chǎn)時(shí)所必須克服的，但技術(shù)困難度不若DWDM module及光主動(dòng)元件高，因此初期想進(jìn)入光纖產(chǎn)業(yè)的廠商，大部分會(huì)從光耦合器切入，毛利則在20～30%。

國(guó)外企業(yè)有JDS、E-Tek、Oplink、Gould等，目前都已直接在大陸設(shè)廠生產(chǎn)光纖耦合器。

耦合器定向種類

定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件，它是由耦合裝置聯(lián)系在一起的兩對(duì)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的。首先介紹定向耦合器的性能指標(biāo)，然后介紹波導(dǎo)雙孔定向耦合器、雙分支定向耦合器和平行耦合微帶定向耦合器。

1）定向耦合器的性能指標(biāo)

定向耦合器是四端口網(wǎng)絡(luò)，端口“①”為輸入端，端口“②”為直通輸出端，端口“③”為耦合輸出端，端口“④”為隔離端，并設(shè)其散射矩陣為[S]。描述定向耦合器的性能指標(biāo)有： 耦合度、隔離度、 定向度、輸入駐波比和工作帶寬。下面分別加以介紹。

2）隔離度

輸入端“①”的輸入功率P1和隔離端“④”的輸出功率P4之比定義為隔離度，記作I。

⑶定向度

耦合端“③”的輸出功率P3與隔離端“④”的輸出功率P4之比定義為定向度，記作D。

⑷輸入駐波比

端口“②、 ③、 ④”都接匹配負(fù)載時(shí)的輸入端口“①”的駐波比定義為輸入駐波比，記作ρ。

⑸工作帶寬

工作帶寬是指定向耦合器的上述C、 I、 D、 ρ等參數(shù)均滿足要求時(shí)的工作頻率范圍。

耦合器波導(dǎo)種類

波導(dǎo)雙孔定向耦合器是最簡(jiǎn)單的波導(dǎo)定向耦合器，主、副波導(dǎo)通過其公共窄壁上兩

個(gè)相距d=（2n 1）λg0/4 的小孔實(shí)現(xiàn)耦合其中，λg0是中心頻率所對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)波長(zhǎng)，n為正整數(shù)，一般取n=0。耦合孔一般是圓形，也可以是其它形狀。當(dāng)工作在中心頻率時(shí)，βd=π/2，此時(shí)D→∞; 當(dāng)偏離中心頻率時(shí)，secβd具有一定的數(shù)值，此時(shí)D不再為無(wú)窮大。實(shí)際上雙孔耦合器即使在中心頻率上，其定向性也不是無(wú)窮大，而只能在30dB左右。

總之，波導(dǎo)雙孔定向耦合器是依靠波的相互干涉而實(shí)現(xiàn)主波導(dǎo)的定向輸出，在耦合口上同相疊加，在隔離口上反相抵消。為了增加定向耦合器的耦合度，拓寬工作頻帶，可采用多孔定向耦合器，

耦合器雙分種類

雙分支定向耦合器由主線、副線和兩條分支線組成，其中分支線

的長(zhǎng)度和間距均為中心波長(zhǎng)的1/4，如圖 5 - 15 所示。設(shè)主線入口線“①”的特性阻抗為，主線出口線“②”的特性阻抗為（k為阻抗變換比），副線隔離端“④”的特性阻抗為，副線耦合端“③”的特性阻抗為，平行連接線的特性阻抗為Z0p，兩個(gè)分支線特性阻抗分別為和。

耦合器平行種類

平行耦合微帶定向耦合器是一種反向定向耦合器，其耦合輸出端與主輸入端在同一側(cè)面，如右圖所示，端口in為輸入口,端口out為直通口，端口ocup為耦合口，端口“④”為隔離口。