光纖耦合器(Fiber Coupler),是一種用來實(shí)現(xiàn)光信號在不同光纖之間傳輸?shù)墓鈱W(xué)器件。它可以將一個或多個輸入光纖的光束,按照預(yù)定的比例和相位關(guān)系,耦合到一個或多個輸出光纖中,以實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換、分配與復(fù)用。
1.光纖耦合器的類型
根據(jù)耦合方式的不同,光纖耦合器主要可分為:靜態(tài)光纖耦合器、動態(tài)光纖耦合器和波導(dǎo)類光纖耦合器三大類。
- 靜態(tài)光纖耦合器:采用機(jī)械、電氣或化學(xué)方法將幾條光纖固定在一起,從而使它們的光束發(fā)生共振耦合。
- 動態(tài)光纖耦合器:利用驅(qū)動技術(shù)或干涉原理控制光纖之間的距離和位置,以實(shí)現(xiàn)光束的對準(zhǔn)和連接。
- 波導(dǎo)類光纖耦合器:是在光纖芯層上加工出例如T型、X型或Y型等各種形狀,以實(shí)現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)換和復(fù)用。
2.光纖耦合器的作用
光纖耦合器可以實(shí)現(xiàn)不同波長光信號之間的相互轉(zhuǎn)換、光路分配與復(fù)用等多種功能。
- 波長分復(fù)用:利用光纖耦合器將多個光源的信號按照預(yù)定的比例混合在一起,然后通過單條光纖傳輸,最后再使用光纖耦合器從單條光纖中分離出各自的光信號。
- 光放大器的串聯(lián):將多個光放大器串聯(lián)在一起,使用光纖耦合器將其輸入輸出光纖相連,可以有效降低光信號的噪聲和失真。
- 光路轉(zhuǎn)換:將一個光信號通過光纖耦合器分到多個方向上,實(shí)現(xiàn)光路的切換和選擇。
3.光纖耦合器的工作原理
靜態(tài)光纖耦合器的工作原理是通過線性或非線性的折射、反射和干涉效應(yīng),使得光束在光纖之間發(fā)生共振或折射耦合,從而實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移與分配。動態(tài)光纖耦合器則利用驅(qū)動器件控制鏡面的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對光信號的調(diào)控和連接。波導(dǎo)類光纖耦合器主要是通過在光纖芯層上加工成各種形狀的波導(dǎo)結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)光場的分配、轉(zhuǎn)換和復(fù)用。