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光分路器按原理可以分為熔融拉錐型和平面波導(dǎo)型兩種,熔融拉錐型產(chǎn)品是將兩根或多根光纖進(jìn)行側(cè)面熔接而成;平面波導(dǎo)型是微光學(xué)元件型產(chǎn)品,采用光刻技術(shù),在介質(zhì)或半導(dǎo)體基板上形成光波導(dǎo),實(shí)現(xiàn)分支分配功能。這兩種型式的分光原理類似,它們通過(guò)改變光纖間的消逝場(chǎng)相互耦合(耦合度,耦合長(zhǎng)度)以及改變光纖纖半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)不同大小分支量,反之也可以將多路光信號(hào)合為一路信號(hào)叫做合成器。熔錐型光纖耦合器因制作方法簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、容易與外部光纖連接成為一整體,而且可以耐孚機(jī)械振動(dòng)和溫度變化等優(yōu)點(diǎn),目前成為市場(chǎng)的主流制造技術(shù)。
熔融拉錐法就是將兩根(或兩根以上)除去涂覆層的光纖以一定的方法靠擾,在高溫加熱下熔融,同時(shí)向兩側(cè)拉伸,最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu),通過(guò)控制光纖扭轉(zhuǎn)的角度和拉伸的長(zhǎng)度,可得到不同的分光比例。最后把拉錐區(qū)用固化膠固化在石英基片上插入不銹銅管內(nèi),這就是光分路器。這種生產(chǎn)工藝因固化膠的熱膨脹系數(shù)與石英基片、不銹鋼管的不一致,在環(huán)境溫度變化時(shí)熱脹冷縮的程度就不一致,此種情況容易導(dǎo)致光分路器損壞,尤其把光分路放在野外的情況更甚,這也是光分路容易損壞得最主要原因。對(duì)于更多路數(shù)的分路器生產(chǎn)可以用多個(gè)二分路器組成。
光分路器的插入損耗是指每一路輸出相對(duì)于輸入光損失的dB數(shù),其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:Ai=-10lg Pouti/Pin ,其中Ai是指第i個(gè)輸出口的插入損耗;Pouti是第i個(gè)輸出端口的光功率;Pin是輸入端的光功率值。
附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相對(duì)于輸入光功率損失的DB數(shù)。值得一提的是,對(duì)于光纖耦合器,附加損耗是體現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的指標(biāo),反映的是器件制作過(guò)程的固有損耗,這個(gè)損耗越小越好,是制作質(zhì)量?jī)?yōu)劣的考核指標(biāo)。而插入損耗則僅表示各個(gè)輸出端口的輸出功率狀況,不僅有固有損耗的因素,更考慮了分光比的影響。因此不同的光纖耦合器之間,插入損耗的差異并不能反映器件制作質(zhì)量的優(yōu)劣。對(duì)于1*N單模標(biāo)準(zhǔn)型光分路器附加損耗如下表所示: