光纖耦合器 - 實(shí)現(xiàn)光功率定向傳輸?shù)臒o(wú)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(shí)現(xiàn)光功率定向傳輸?shù)臒o(wú)源器件。
光纖耦合器(Coupler),又稱(chēng)分歧器(Splitter),是將光訊號(hào)從一條光纖中分至多條光纖中的元件,屬于光被動(dòng)元件領(lǐng)域,在電信網(wǎng)路、有線電視網(wǎng)路、用戶(hù)回路系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)路中都會(huì)應(yīng)用到,與光纖連接器分列被動(dòng)元件中使用最大項(xiàng)的。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)備是光纖熔接機(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模塊及光主動(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%。
簡(jiǎn)介
實(shí)現(xiàn)光信號(hào)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(qū)中導(dǎo)波能量的相互交換作用構(gòu)成。按所采用的光纖類(lèi)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(chēng)分歧器 - Splitter、連接器、適配器、法蘭盤(pán),是用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)分路/合路,
或用于延長(zhǎng)光纖鏈路的元件,屬于光被動(dòng)元件領(lǐng)域,在電信網(wǎng)路、有線電視網(wǎng)路、用戶(hù)回路系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)路中都會(huì)應(yīng)用到。光纖耦合器可分標(biāo)準(zhǔn)耦合器 - 屬于波導(dǎo)式,雙分支,單位1×2,亦即將光訊號(hào)分成兩個(gè)功率、直連式耦合器 - 連接2條相同或不同類(lèi)型光纖接口的光纖,以延長(zhǎng)光纖鏈路、星狀/樹(shù)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 - MicroOptics、光波導(dǎo)式 - WaveGuide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)備是光纖熔接機(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模塊及光主動(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%。
單模光纖耦合器
單模光纖耦合器應(yīng)用最廣。2×2單模光纖耦合器具有典型性,其構(gòu)成如圖。它有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出
端,中間有一段耦合區(qū)。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(qū)。拉伸使芯區(qū)的光能向芯外擴(kuò)展;同時(shí),使兩纖芯彼此靠近,這兩種作用都增強(qiáng)了耦合。
由1或2輸入的光信號(hào),經(jīng)錐形耦合區(qū)分配,由3和4端輸出。分配的比例稱(chēng)為耦合比,由拉伸區(qū)的長(zhǎng)度控制。圖中(b)采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(gòu)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?jīng)Q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號(hào)極弱,故光纖耦合器常被稱(chēng)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(jié)構(gòu)基本與上述者類(lèi)似,只是磨拋型器件要求強(qiáng)耦合作用,故磨拋平面進(jìn)入纖芯。在磨拋型2×2光纖耦合器的基礎(chǔ)上,還可以制作可調(diào)耦合器。在一定的波長(zhǎng)情況,耦合比隨兩磨拋光纖所成角度變化,故調(diào)節(jié)兩光纖的相對(duì)方向便可改變耦合比。
在光纖局部網(wǎng)或其他場(chǎng)合還采用l×N,N×1耦合器或N×M耦合器(或稱(chēng)星形耦合器),其中第一個(gè)數(shù)字代表輸入端數(shù),第二個(gè)數(shù)字代表輸出端數(shù)。這些耦合器均采用熔拉法制作。
分類(lèi)
按照耦合的光纖的不同有如下分類(lèi):
SC光纖耦合器:應(yīng)用于SC光纖接口,它與RJ-45接口看上去很相似,不過(guò)SC接口顯得更扁些,其明顯區(qū)別還是里面的觸片,如果是8條細(xì)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(yīng)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閂鎖機(jī)理制成。(路由器常用)
FC光纖耦合器:應(yīng)用于FC光纖接口,外部加強(qiáng)方式是采用金屬套,緊固方式為螺絲扣。一般在ODF側(cè)采用 - 配線架上用的最多
ST光纖耦合器:應(yīng)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(duì)于10Base-F連接來(lái)說(shuō),連接器通常是ST類(lèi)型。常用于光纖配線架)
