单模光纤宽带耦合器的研制

单模光纤宽带耦合器的研制

单模光纤宽带耦合器的研制徐寄森摘娶

磊文报导酋苏研刈成功的一种可以在整个长波长光波段 ( .5 m￣1 6. 1 2g .p m)申深持其描舍比特

宽带耦台器。该耦台器的耦台比变亿在上述整个波段中可小± ,其插人损呵小于于 5

。藏而

555 m× x6。 m先拉伸光纤等来获得所需要的基模传输常数的微小差异。由于在宽带耦合器制造过程【,不但要控制其耦合比，还要控制耦合比 1 1

介

绍

随着光纤通信的发展，波分复甩技术广泛应用于通信，传感及其它光纤系统中，这样不 j大增加了光纤通信系统的通信容=丑大

在整个使用波段内的变化，因而相当困难。 目前国外仅有几家公司能提供高性能宽带藕 合器。优质宽带耦合器的单价高达近千美元

量，而且极大地增强了传感和其它系统的功能。为此在多波长光纤系统中必须采用二禚e 元件：第一类是波分复用器，对不同的波长具有截然不同的特性；第二类为宽带耦合器件，其特性几乎不随波长的变化而变化。这两种元件不但使波分复 j系统成为可能，而且 1 j使得整个系统的功能极为逝良。在实际使用中，对耦台器提出了特赇要求，即对不同的使用波长，耦台器的耦合比要保持不变。在单模光纤局域网进入实用化时，也要求祸合器在使用波段具有相当宽的宽一 I苷。由于单模光纤局域阿，尤其是军用局域网，往往拥有几百个，甚至多达成千上万个用户，并且目 前激光器典型的波长分散区域达 8 rn因 0a,而使用宽带耦合器，将会大大简化用户数大

宽带耦合器的研究为比较起见，将一般耦合器、波分复甩

器和宽楷耦合器的耦合比与波长的关系示予 I中。众所周知，一般耦合器的耦合比随波长的变比率约为0 2/ m,因而在激光 . n

的单模光纤局域网的设计，同时还能极大地提高整个网的性能，使成本得以显著降低。近年来已有大量文献 I报导了各种宽带耦 台器的研制。它们主要是利用两根单模光纤中基棋传输常数的微小差异米达宽带效果，≥方法是利用研磨光纤，腐蚀光纤或预‘

j 1耦台比与泼}的系 乏

器典型的波长分散区域 8na内，其耦合比 r O变化最大可达 1%,也就是说，如果因为某 6种原因要更换系统中的一只激光器，那末，一

般耦台器单只 g起的耦合比变化最大可这 I 2 1

单模光纤宽带耦合器的研制

l,有时这样的更换会使得系统根亦不能 6工作。所以一般选与原来激光器波长删近的激光器来更换，这样既费时又费钱，特别当系统 n有相当大数 F的用户时，更是昂 1贵无比。此外在 1 3 m使用的一般耦合器在 .“ 1 5￣ L不能使月。用宽 鹃合器能彻 .5 m]乎 j采 底解决上述困难。日前宽带耦台器已可做到在 8∞1带宽之内，耦合比变化小于±l 0%;我们采Ⅲ熔融拉锥技术将毙纤进行预拉 伸，并结合特殊的工艺和控制方法，已试制成小型，实用的单模光纤宽带耦台器。该宽

结

论

带耦台器的栅合比变化在整个长波长波段内是足够小的，插入损耗也在粕当低的范围之内，同时具有对环境变化的高稳定性。这种宽带耦台器在单模光纤局域网，光纤波分复羽系统，铬感和其它系统中必将得到越来越广泛的应用。 参考文献[] R. r t i He e h Br a— n o d日a d Optc l Di e to a i a r c i￣|

在 12 t。5 m￣ 1G. t .p m整个波段之内，耦合比变化小于 i5%目前宽耦台器的质量要数美国 Go l司的产品为最优，其指标为： ud公 在 1。5 m~ 1 6.之内，耦合比变化小 1 2 .p m:±5;插入损耗小于 0.d 2B我们利用光纤预拉伸，结台特殊的工艺

和控制方法，已试制出单模光纤宽带耦台器，其指标为：在 1 2gr 1 6 m之内，耦 .5 r￣ .t l t台比变化小 F±5%}耦合比范围可从 1% O至 9;插入损耗小： .d外形尺寸为 O O 2B;5x 5× 5 r m。 6 a

C p e s at l rz to l te s zu l r . Po a i a i a Sp i t r - d 1 ar a f L! h wa eTe h o o y, c n l0 g t v c a lg

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所『光纤为康宁公训 1 3t的常规通 I j .b m光纤。其它光纤也可制出类似的产

No. 6, 10 S9

其耦台比与波长的关系曲线与图 1相似。很

适用于特殊环境的光纤传感器采j 新科技研究 0心K.{t e I I a副教授负责的研究小组开发出一种高灵敏的光纤亍涉传感器，能够 ot铡量水轺强电磁塌等特殊环境中的温度、振动、压力和声音。

这剩叮感器，其目圭光纤的一端接传感环路，另一端接基准环路。众所周知，普通光纤干涉传感器引擎『i 5线光纤部分会产生噪音，而此种新型传感器的基准环路中含有移颓器，它能防止 g线光纤所产生的噪音的 『掘入此种传感器为研制光纤地震仪奠定了基础，光纤地震仪首先能传感潮汐渡的移动和海床地壳的变化. 这种新型骨感器的光系统结构是：剐量部分遁过引线光纤与传感环路辅连接传惑环路含有一只光纤 船台器，设置于需进行测盈的环境之中

在实岛测量中，一只半导体潍光器发射的光山光纤耦台器分成两束光，一束光用作传感光束，另一柬 光作为基准光求传感光束墅送到传感器环路基准光束传送至基准环路，这两束光最终 i集起来，鼠而[ 根据两束光舱波长之差柬测量光千涉，然霜用所产生拘光干涉条缎读出温度或振动的变化，干涉条致包台

着表示温度和其它变化的信号，也包台着噪音信号，而基准环路部分所舍的移颊器则可消除这些嗓音，仅 吸收信号。在地震仪中使册这种传感器耐，把 l量部分放在陆地上，传感部分通过一根很长的；线光纤置测『于庠的蓑个适当场所。术传惑器用选广泛，也可用于贮浊罐积储气罐

曹译白《Op i n a e eh oo y> 9 0 o.2 t sa d L srT c n lg>1 9,V 2,No.,P. c] 3

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