lw24-40.5拉锥型耦合器，发展于20世纪90年代，具有对光信号进行能量分配，波长合，解复用等功能。尽管2008年后，PLC的 出现和发展，对拉锥型耦合器均分能量部分功能进行了削弱，但对于不同能量分光比，以及成本较低的波分型耦合器来说，在目前用于5G项目的波分模块监控端（可根据不同方案设计成不同分光比，带宽要求），以及用于EDFA模块上面，依然有着不可替代的作用。
vdisk那么，不同功能的耦合器，是否需要不同种类的材料才能制造出来呢？答案是否。只要两根光纤，重合在一起，通过火温，夹具，拉锥速度，停火点等变化，就可以制作成不同分光比(0.5%~99.5%)，不同带宽(+-10nm,+-20nm,+-40nm,全带宽)的光能量分配的器件，也可以制作成不同波长分配的器件（1550/1310nm， 1480/1550nm，980/1550nm）。居然可以这么神奇？
下面我们细说一下拉锥型耦合器的原理。
耦合器的最简单形式由两个紧密放置的平行单模光纤组成。这种结构的基本操作涉及两个波 导之间的部分或完全传输功率。功率交换是由于一个波导模式到另外一个波导模式的消逝尾部之间的光耦合,其中光发射,第二波导的自然模式。这种光学交互也可以看作是复合结构的对称和反对称超级模式之间的跳动。均匀间隔的并行交互区域在耦合过程中起着关键作用。交互区域具有纵向不变结构,可通过耦合模式分析了解该区域发生的光耦合。 图 1 a: 由一对相同的单模波导形成的复合结构的对称和非对称模场
图1b: 沿 z 传播的两种模式的相对相位差及其在 焙烧回转窑z=π/2 的叠加在波导-1 中取消并加入波导-2
在跨交互区域的耦合模式分析中,假定彼此平行的两个均匀波导作为复合结构 . 由两个单模波导形成的复合系统可以显示支持两种模式,一种是对称(偶数)模式,另一种是反对称(奇数)模式。这两种模式称为复合结构的正常模式或超模,具有不同的传播常量 当光耦合到其中一个波导中时,它会激发对称和反对称超模的线性组合,如图 1 所示。由于两种模式的传播常数不均,系统向下传播的场与传播距离形成相对相位差异。 对于一定长度的交互,如果这两种模式之间的累积相位差变为 π,则这两个模态字段的叠加将导致输入波导中的场振幅被取消,并在第二个模式中增加波导。 这种情况称为耦合状态,而相应的交互长度称为耦合长度LC. 如果交互长度超出 LC, 反向耦合从输入波导处的第二个波导发生。因此,对于长度为 2LC 的传播,将导致累积 2π 的相位差,因此光源将在输入波导中恢复。 故两个波导之间的功率周期交替传播而发生。如果两个波导相同,则全部功率可以从一个波导传输到另一个波导,反之亦然,而对于非相同波导,则仅发生一定的最大功率传输。
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磁疗鞋熔融耦合器中的光传播
图2 熔融双锥形锥形 (FBT) 耦合器的基本结构
太阳能手机充电器在 FBT 耦合器中,它由两个横向接触或凝聚的锥形光纤组成,如图 2 所示。输入光纤的LP1模式在沿向下锥区过渡时转换为包层模式 。在锥形腰部,光导由包层和空气界面之间的大∆n提供。 原始的高指数核心在波导中的作用是微不足道的。在离开耦合器腰部时,在向上锥区域,模式仍通过多模式结构的局部模式由空气-包层接口引导。这些模式最终与输出光纤的自然 LP1模式重叠。但是,由于复合结构具有低锥度倾向,即单个锥度是绝热的 , 在这个多模区域中,只有两个最低阶超级模式(偶数和奇数)会激发。高阶包层模式的激发可以忽略不计。其中一个指标就是FBT 耦合器中的过程损耗通常小于 0.1 dB,
图3:在监控波长为 1550 nm 的拉锥过程中的耦合器耦合端口的功率变化。
每一组的超模功率随传播而产生相对相位差异,其累积效应导致光纤之间的耦合和功率传输。这种功率传输是局部模态场之间干扰的结果。光在两个组成光纤之间来回切换,交互长度增加,如图 3所示,图 3显示了 1550 nm 处相应的实验记录耦合功率,在制造对称 1x2 耦合器。
熔融耦合器的制造
火焰融合技术用于FBT耦合器的制造。我们内部设计的自动化制造设置,以实现 FBT 耦合器。熔融耦合器机台具有轴向移动的机械平台,这些机械平台在精密滑轨上移动,由步进电机驱动。在融合过程中,通过向输入光纤注入电源并同时监控每个输出的功率,在线监控电源耦合行为。在达到所需波长范围相等的耦合比时,该过程停止。电子控制电路与PC接口,用于实时监控状态和瞬时显示。
对于 FBT 耦合器的制造,一对适当重合的裸单模光纤的一小部分与图 4 中所示的精心设计的高温火焰横向融合 。一对重合的光纤，同时沿其长度缓慢地拉,形成均匀、平滑和缓慢的锥度,这称为双锥形结构。制造过程分两个步骤实施,即融合和伸长。监控信号的光功率,从两个输出光纤端口监控,在整个制造过程中不断实时记录。所提供的状态用于预测从光纤下方停止和提取火焰的时间,以实现目标耦合比。对于给定的单模光纤对,融合和锥化的一些重要参数是拉速、火焰温度和火焰刷宽度。这些参数决定了制造耦合器的光学性能。
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