基本介紹
- 中文名：光纖耦合器
- 外文名：optical fiber coupler
- 別稱：分歧器、連線器、適配器
- 作用：實現光信號分路/合路等
- 領域：光被動元件領域
簡介,原理,單模光纖耦合器,多模光纖耦合器,分類,
簡介
實現光信號功率在不同光纖間的分配或組合的光器件。利用不同光纖面緊鄰光纖芯區中導波能量的相互交換作用構成。按所採用的光纖類型可分為多模光纖、單模光纖和保偏光纖耦合器等。
或用於延長光纖鏈路的元件，屬於光被動元件領域，在電信網路、有線電視網路、用戶迴路系統、區域網路中都會套用到。光纖耦合器可分標準耦合器(屬於波導式，雙分支，單位1×2，亦即將光訊號分成兩個功率)、直連式耦合器(連線2條相同或不同類型光纖接口的光纖,以延長光纖鏈路)、星狀/樹狀耦合器、以及波長多工器(WDM，若波長屬高密度分出，即波長間距窄，則屬於DWDM)，製作方式則有燒結(Fuse)、微光學式(Micro Optics)、光波導式(Wave Guide)三種，而以燒結式方法生產占多數(約有90%)。 燒結方式的製作法，是將兩條光纖並在一起燒融拉伸，使核芯聚合一起，以達光耦合作用，而其中最重要的生產設備是光纖熔接機，也是其中的重要步驟，雖然重要步驟部份可由機器代工，但燒結之後，仍須人工作檢測封裝，因此人工成本約占10～15%左右，再者採用人工檢測封裝須保品質的一致性，這也是量產時所必須克服的，但技術困難度不若DWDM 模組及光主動元件高，因此初期想進入光纖產業的廠商，大部分會從光耦合器切入，毛利則在20～30%。
原理
光纖耦合器是光纖與光纖之間進行可拆卸(活動)連線的器件，它是把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，並使其介入光鏈路從而對系統造成的影響減到最小。對於波導式光纖耦合器，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可用它加以等分。當耦合器分支路的開角增大時，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，因此波導式光纖耦合器的長度不可能太短。
單模光纖耦合器
單模光纖耦合器套用最廣。2×2單模光纖耦合器具有典型性，其構成如圖。它有兩個輸入端和兩個輸出
圖2 單模光纖2*2 耦合器端，中間有一段耦合區。圖2(a)為採用熔化拉伸工藝製作的。拉伸部分形成錐形耦合區。拉伸使芯區的光能向芯外擴展；同時，使兩纖芯彼此靠近，這兩種作用都增強了耦合。由1或2輸入的光信號，經錐形耦合區分配，由3和4端輸出。分配的比例稱為耦合比，由拉伸區的長度控制。圖中（b）採用磨拋法將呈一定曲率嵌入石英塊的光纖去除部分包層，再將兩塊這樣的石英塊貼緊使兩纖芯彼此靠近，構成光纖耦合器。耦合比由纖芯靠近程度和光纖在石英塊中的曲率半徑決定。耦合比可在1%～99%間選定，插入損耗小於0.5dB。輸入光在反方向耦合出的光信號極弱，故光纖耦合器常被稱為定向耦合器。
多模光纖耦合器
多模光纖耦合器的原理和結構基本與上述者類似，只是磨拋型器件要求強耦合作用，故磨拋平面進入纖芯。在磨拋型2×2光纖耦合器的基礎上，還可以製作可調耦合器。在一定的波長情況，耦合比隨兩磨拋光纖所成角度變化，故調節兩光纖的相對方向便可改變耦合比。
在光纖局部網或其他場合還採用l×N，N×1耦合器或N×M耦合器（或稱星形耦合器），其中第一個數字代表輸入端數，第二個數字代表輸出端數。這些耦合器均採用熔拉法製作。
分類
按照耦合的光纖的不同有如下分類：
LC光纖耦合器：套用於LC光纖接口，連線SFP模組的連線器，它採用操作方便的模組化插孔(RJ)閂鎖機理製成。（路由器常用）
FC光纖耦合器：套用於FC光纖接口，外部加強方式是採用金屬套，緊固方式為螺絲扣。 一般在ODF側採用(配線架上用的最多)
ST光纖耦合器：套用於ST光纖接口，常用於光纖配線架，外殼呈圓形，緊固方式為螺絲扣。（對於10Base-F連線來說，連線器通常是ST類型。常用於光纖配線架）
