實(shí)驗(yàn)二耦合器的測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怦詈掀鞯奶匦约捌浜?jiǎn)單應(yīng)用。掌握耦合器的測(cè)試方法和基本測(cè)量?jī)x器的使用。實(shí)驗(yàn)原理(Coupler)是光纖通信系統(tǒng)中重要的基本器件合路(Combiner)(WDM)性光環(huán)鏡(NOLM)Mach-Zehnder光纖濾波器等；在傳感領(lǐng)域可利用其作成Mach-Zehnder,Michelson,Sagnac,Fabry-Perot目前比較先進(jìn)的熔融拉錐設(shè)備不僅能制作各種分光比的標(biāo)準(zhǔn)耦合器，而且可以制作寬帶單窗口/雙窗口耦合器，偏振無(wú)關(guān)耦合器(PolarizationIndependentCouplers)，保偏耦合器(polarization-Maintaining多模耦合器偏振分束粗波分復(fù)用泵浦耦合器包括EDFA用980/1550,980/1590,980/1480；光纖拉曼放大器用的14XX泵浦合波器；還可以制作OADM型和中繼型組合功能器件，級(jí)聯(lián)單錐式增益平坦濾波全光纖非平衡Mach-Zehnder 干涉儀型Interleaver，全光纖平頂傅立葉濾波型Interleaver(Flat-topFourierFilter(F3T)Interleaver)，此外亦可制作光固定衰減器。1可用來定性的表示熔融拉錐光纖耦合器的工作原理另一光路。I1（輸入臂）

入端錐體

出端錐體

I3（直通臂）耦合區(qū)I耦合區(qū)2（背散射臂）

圖8.1單模光纖耦合器瞬衰場(chǎng)耦合示意圖

I4（耦合臂）在弱導(dǎo)和弱耦近似下，忽略自耦合效應(yīng)，并假設(shè)光纖是無(wú)吸收損耗的，則在耦合區(qū)有模式耦合方程組：dAz 1

iβA 1 1

iC A z12 2

（8.1）dA z

2 iβ A dz 2 1

iC A z21 1A

是兩根光纖在孤立狀態(tài)的縱向模傳播常1 2 1 2Cij

i,j

是耦合系數(shù)。實(shí)際中近似有C12

C ，可以求得上述方程組的解為：21AzA

CziF

1

A

zexpiz0cos 1 1 F 2

0sinF

（8.2） C

C A z

0cos ziF

01 2

0sin zexp 2

F 1

F 12其中F 1 2

（8.3）4C2

212U2K2Wd耦合系數(shù) C

（8.4）V3K2W1其中是光纖半徑，d是包層橫向衰減常數(shù)，VKK0 1

是零階和一階修正第二類Bessel函數(shù)。這里，已假定光功率由一根光纖注入，初始條件為P01,P00顯然，當(dāng)兩根光纖1 2相同時(shí)，有1系式

F=1，上式就蛻變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)熔融拉錐型單模光纖耦合器的功率變換關(guān)2Pz

z

1

2sin2C z 1 1FF

（8.5）Pz A z2 F2sin2C z 2 2

F 就是一類能使傳輸中的接入網(wǎng)、光纖CATV(PON)，光纖傳感技術(shù)等領(lǐng)域。耦合器的常用參數(shù)有插入損耗、附加損耗、分光比、偏振相關(guān)損耗和方向性等，下面給出具體描述：A(IL)插入損耗定義為指定輸出端口的光功率相對(duì)輸入光功率的減少值。PIL10lg i

dB(EL)

OUTi PIN附加損耗是指所有輸出端口光功率總和相對(duì)于全部輸入光功率的減小值。PEL10lg PIN

dB響，實(shí)驗(yàn)中務(wù)必是學(xué)生搞清楚這一點(diǎn)。分光比的分額，一般用百分比來表示。D(PDL)

PCR POUT

100%是衡量器件性能對(duì)于傳輸光信號(hào)偏振態(tài)敏感程度的參量，有稱偏振靈敏度。它是指當(dāng)傳2π出端輸出光功率的最大變化量。PDL10lg

MINPOUTj

dBMAX

POUTj關(guān)損耗，否則將直接影響器件的使用效果。E方向性(DL)和回?fù)p（RL）方向性也是耦合器的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，它是衡量器件定向傳輸特性的參數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟：

DL10

PIN2PIN1

dBA. 耦合器插損、附加損耗、分光比的測(cè)量（插入法有興趣的科學(xué)可以查閱相關(guān)資料】圖8.2實(shí)驗(yàn)裝置圖1.將跳線一端接在光纖光源的測(cè)試使用波長(zhǎng)上，另一端接功率計(jì)。接通主機(jī)光源和功率計(jì)電源（2取下跳線。將耦合器的輸入端接在光纖光源的輸出端，耦合器的兩個(gè)輸出端口分別接功率計(jì)的兩個(gè)端口。（注意其他所有條件，包括光纖位置等都盡量保持不變）接通電源，記錄下功率計(jì)上兩個(gè)端口的功率值利用前面提到的公式去計(jì)算插損、額外損耗和分光比1—4步驟。光功率計(jì)TJ光功率計(jì)TJ光源i耦合器j……圖8.3插損、額外損耗和分光比的測(cè)試光功率計(jì)

Pi1B、方向性的測(cè)量測(cè)量尾纖型光纖耦合器的方向性，方法如下：

PiM8.42P（所謂中止器，一般指匹配液或2者繞很小的環(huán)，讓光纖的端面沒有光反射）TJTJ光源耦合器終止器P2圖8.4 尾纖型耦合器方向性測(cè)量原理Pij

P1（注意其他所有條件，包括光纖位置等都盡量保持不變。按下列公式計(jì)算出光纖耦合器的方向性。210lgP2P1其中：α(dB)；P2端口輸出光功率。1 2思考題：1，為什么選擇不同的光源，耦合器的分光比會(huì)不一樣。參見公式8.5，公式中含有以波長(zhǎng)為變量的參數(shù)。2，耦合