光纖耦合器

光纖耦合器

實現光功率定向傳輸的無源器件
光纖耦合器是一種在多根光纖之間、或在光源與光纖之間實現光功率定向傳輸的無源器件。[1]光纖耦合器(Coupler),又稱分歧器(Splitter),是将光訊号從一條光纖中分至多條光纖中的元件,屬于光被動元件領域,在電信網路、有線電視網路、用戶回路系統、區域網路中都會應用到,與光纖連接器分列被動元件中使用最大項的。燒結方式的制作法,是将兩條光纖并在一起燒融拉伸,使核芯聚合一起,以達光耦合作用,而其中最重要的生産設備是光纖熔接機,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,再者采用人工檢測封裝須保品質的一緻性,這也是量産時所必須克服的,但技術困難度不若DWDM模塊及光主動元件高,因此初期想進入光纖産業的廠商,大部分會從光耦合器切入,毛利則在20~30%。
    中文名:光纖耦合器 外文名:optical fiber coupler 别名: 别稱:分歧器、連接器、适配器 作用:實現光信号分路/合路等 領域:光被動元件領域 分類:LC,SC,FC,ST

簡介

實現光信号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。按所采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。

光纖耦合器(Coupler)又稱分歧器(Splitter)、連接器、适配器、法蘭盤,是用于實現光信号分路/合路,

或用于延長光纖鍊路的元件,屬于光被動元件領域,在電信網路、有線電視網路、用戶回路系統、區域網路中都會應用到。光纖耦合器可分标準耦合器(屬于波導式,雙分支,單位1×2,亦即将光訊号分成兩個功率)、直連式耦合器(連接2條相同或不同類型光纖接口的光纖,以延長光纖鍊路)、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,則屬于DWDM),制作方式則有燒結(Fuse)、微光學式(MicroOptics)、光波導式(WaveGuide)三種,而以燒結式方法生産占多數(約有90%)。

燒結方式的制作法,是将兩條光纖并在一起燒融拉伸,使核芯聚合一起,以達光耦合作用,而其中最重要的生産設備是光纖熔接機,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,再者采用人工檢測封裝須保品質的一緻性,這也是量産時所必須克服的,但技術困難度不若DWDM模塊及光主動元件高,因此初期想進入光纖産業的廠商,大部分會從光耦合器切入,毛利則在20~30%。

單模光纖耦合器

單模光纖耦合器應用最廣。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

端,中間有一段耦合區。圖2(a)為采用熔化拉伸工藝制作的。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輸入的光信号,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)采用磨抛法将呈一定曲率嵌入石英塊的光纖去除部分包層,再将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,插入損耗小于0.5dB。輸入光在反方向耦合出的光信号極弱,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,隻是磨抛型器件要求強耦合作用,故磨抛平面進入纖芯。在磨抛型2×2光纖耦合器的基礎上,還可以制作可調耦合器。在一定的波長情況,耦合比随兩磨抛光纖所成角度變化,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采用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。這些耦合器均采用熔拉法制作。

分類

按照耦合的光纖的不同有如下分類:

SC光纖耦合器:應用于SC光纖接口,它與RJ-45接口看上去很相似,不過SC接口顯得更扁些,其明顯區别還是裡面的觸片,如果是8條細的銅觸片,則是RJ-45接口,如果是一根銅柱則是SC光纖接口。

LC光纖耦合器:應用于LC光纖接口,連接SFP模塊的連接器,它采用操作方便的模塊化插孔(RJ)闩鎖機理制成。(路由器常用)

FC光纖耦合器:應用于FC光纖接口,外部加強方式是采用金屬套,緊固方式為螺絲扣。一般在ODF側采用(配線架上用的最多)

ST光纖耦合器:應用于ST光纖接口,常用于光纖配線架,外殼呈圓形,緊固方式為螺絲扣。(對于10Base-F連接來說,連接器通常是ST類型。常用于光纖配線架)

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