第八章波導(dǎo)間耦合教師：張旨遙辦公地點(diǎn)：光電樓321室E-mail:zhangzhiyao@2引言當(dāng)兩個(gè)介質(zhì)波導(dǎo)靠得很近（波長(zhǎng)量級(jí)）時(shí)，由于消逝場(chǎng)的作用（或光學(xué)隧道效應(yīng)），會(huì)發(fā)生兩個(gè)波導(dǎo)間的能量交換，稱為波導(dǎo)間耦合，簡(jiǎn)稱波導(dǎo)耦合。實(shí)際上，在同一波導(dǎo)中的兩個(gè)模式（同方向或反方向傳播）之間也可以有效地進(jìn)行耦合，一個(gè)模式的功率完全轉(zhuǎn)移到另一個(gè)模式中，這種類型的耦合通常是由于波導(dǎo)表面幾何形狀或折射率的周期性變化引起的。上述兩類耦合問(wèn)題都可以應(yīng)用耦合模理論進(jìn)行解釋。3耦合波方程兩條平行、彼此十分靠近的光波導(dǎo)（稱為耦合波導(dǎo)）折射率分布（坐標(biāo)軸過(guò)波導(dǎo)區(qū)中心）襯底波導(dǎo)1波導(dǎo)24耦合波方程耦合波導(dǎo)的折射率平方分布可以表示為波導(dǎo)1區(qū)域外，波導(dǎo)2區(qū)域外，所以只要兩個(gè)波導(dǎo)不重疊，上式就能正確描述耦合波導(dǎo)的折射率平方分布。設(shè)兩個(gè)波導(dǎo)各自獨(dú)立（距離較遠(yuǎn)，彼此之間無(wú)影響，不發(fā)生耦合）時(shí)的場(chǎng)分布為（同向傳輸模式情況）波導(dǎo)1:波導(dǎo)2:5耦合波方程兩個(gè)獨(dú)立波導(dǎo)的場(chǎng)分布滿足麥克斯韋方程式中的對(duì)波導(dǎo)1有，對(duì)波導(dǎo)2有，即6耦合波方程當(dāng)兩個(gè)波導(dǎo)鄰近時(shí)，按照微擾理論可將耦合波導(dǎo)的場(chǎng)近似表示為兩個(gè)波導(dǎo)互不干擾時(shí)的非微擾場(chǎng)的線性疊加；同時(shí)，考慮兩個(gè)波導(dǎo)之間相互影響，必須考慮場(chǎng)分布隨波導(dǎo)沿縱向（z向）距離發(fā)生變化，即場(chǎng)分布可以表示為耦合波導(dǎo)的場(chǎng)分布也應(yīng)滿足麥克斯韋方程，即7耦合波方程考慮矢量恒等式則上面的兩個(gè)方程可展開(kāi)為8耦合波方程將以下的結(jié)論代入上面兩個(gè)等式化簡(jiǎn)后得到9耦合波方程考慮上面的兩個(gè)等式可進(jìn)一步寫(xiě)為（1）（2）10耦合波方程定義用點(diǎn)乘式（2），用點(diǎn)乘式（1）分別得到（3）（4）11耦合波方程考慮矢量恒等式（5）（6）則式（3）、（4）可以變形為12耦合波方程將式（5）減去式（6），整理后得到方程兩邊在xy平面積分得到（7）13耦合波方程在微擾計(jì)算中，通常將方程中的二階小量略去，使方程簡(jiǎn)化

一階微分項(xiàng)為一階小量：、；

因兩波導(dǎo)之間場(chǎng)重疊很小，所以和均為一階小量；

波導(dǎo)2以外，；波導(dǎo)2內(nèi)部，為二階小量；

兩個(gè)一階小量的乘積為二階小量。14耦合波方程二階小量重新考慮方程（7）一階小量波導(dǎo)2以外，為零波導(dǎo)2內(nèi)部，二階小量一階小量15耦合波方程基于上述近似，方程（7）可以簡(jiǎn)化為進(jìn)一步簡(jiǎn)化為16耦合波方程定義波導(dǎo)間的耦合系數(shù)（波導(dǎo)2到波導(dǎo)1）耦合波方程

只有在波導(dǎo)1區(qū)域中有，所以耦合系數(shù)的值由波導(dǎo)2的倏逝場(chǎng)在波導(dǎo)1區(qū)域中的大小決定。思考：方程中的指數(shù)項(xiàng)有什么效應(yīng)？17耦合波方程同樣地，用點(diǎn)乘式（2），用點(diǎn)乘式（1），經(jīng)過(guò)上面類似的推導(dǎo)過(guò)程可以得到耦合波方程其中，波導(dǎo)間的耦合系數(shù)定義為練習(xí)：推導(dǎo)波導(dǎo)1到波導(dǎo)2的耦合波方程。分析物理含義18耦合波方程當(dāng)介質(zhì)沒(méi)有損耗，即折射率為實(shí)數(shù)時(shí)，可以用電磁場(chǎng)的復(fù)共軛、來(lái)代替、，同樣得到耦合方程和波導(dǎo)間的耦合系數(shù)19耦合波方程為了說(shuō)明只有傳播常數(shù)相等或接近相等的模式之間才能發(fā)生有效的耦合，設(shè)在處，，即在處，波導(dǎo)2中沒(méi)有電磁場(chǎng)，根據(jù)耦合波方程計(jì)算得到在處波導(dǎo)2中的電磁場(chǎng)如果和相差較大，則因子的變化周期比實(shí)際傳輸距離小得多，積分值實(shí)際上等于零，兩波導(dǎo)之間不能進(jìn)行功率交換；當(dāng)或非常小時(shí)，積分值可能達(dá)到一定的數(shù)值，即兩個(gè)波導(dǎo)中的導(dǎo)模之間發(fā)生功率相互耦合。20同方向耦合波導(dǎo)中的兩個(gè)導(dǎo)模沿同一方向傳播發(fā)生耦合時(shí)，和均隨而變化，且兩者滿足耦合波方程；兩個(gè)模式所攜帶的功率分別為和，功率守恒條件即：21同方向耦合將耦合波方程代入，整理后得到所以有（1）（2）22同方向耦合由耦合波方程（1）、（2）得到（3）（4）將（3）代入（2）、（4）代入（1）并設(shè)，，整理后得到（5）（6）23同方向耦合方程（5）和（6）為二階齊次線性偏微分方程，其通解分別為24同方向耦合設(shè)耦合區(qū)域在范圍內(nèi)，初始條件為和，即初始光功率在波導(dǎo)2中，得到耦合波方程的解為（通解必須滿足耦合波方程）其中，25同方向耦合波導(dǎo)1和波導(dǎo)2中的功率結(jié)論：由于耦合作用，波導(dǎo)1和波導(dǎo)2中的光功率隨傳播距離周期性變化。當(dāng)時(shí)，波導(dǎo)1中的功率達(dá)到最大值實(shí)現(xiàn)最大功率轉(zhuǎn)換的距離稱為耦合長(zhǎng)度：26同方向耦合當(dāng)（即），即滿足相位匹配條件時(shí)，兩個(gè)波導(dǎo)中的導(dǎo)模周期性地進(jìn)行功率的完全轉(zhuǎn)換，沿傳播方向的周期等于耦合長(zhǎng)度，此時(shí)有相應(yīng)的耦合長(zhǎng)度為27同方向耦合相位匹配情況相位失配情況28同方向耦合定向耦合器（靠近的平行光波導(dǎo)）基模輸入耦合情況29耦合波理論平行波導(dǎo)同向耦合情況平行波導(dǎo)反向耦合情況更一般的耦合情況思考：如何得到的？相位失諧量不一定只與傳播常數(shù)有關(guān)該方程適合所有耦合情況30相反方向耦合波導(dǎo)中的兩個(gè)導(dǎo)模沿相反方向傳播功率守恒條件即：31相反方向耦合將耦合波方程代入，整理后得到所以有（1）（2）32相反方向耦合由耦合波方程（1）、（2）得到（3）（4）將（3）代入（2）、（4）代入（1）并設(shè)，，整理后得到（7）（8）33相反方向耦合方程（7）和（8）為二階齊次線性偏微分方程，其通解分別為34相反方向耦合設(shè)耦合區(qū)域在范圍內(nèi)，波導(dǎo)1和波導(dǎo)2中的導(dǎo)模分別沿-z方向和+z方向傳輸，初始條件為和，即初始光功率在波導(dǎo)2中，得到耦合波方程的解為（通解必須滿足耦合波方程）其中，35相反方向耦合在相位匹配條件下，即時(shí)（平行波導(dǎo)不可能）沿+z方向傳播的在處功率最大，在處功率最?。谎?z方向傳播的在處功率為0，在處功率最大；即：沿+z方向傳播的導(dǎo)模將能量轉(zhuǎn)移給了沿-z方向傳播的導(dǎo)模。36相反方向耦合如果將沿+z方向傳播的導(dǎo)?？醋魅肷洳?，將沿-z方向傳播的導(dǎo)?？醋鞣瓷洳?，則在處反射波和入射波的功率之比即為反射率，在相位匹配條件下，反射率的計(jì)算式為當(dāng)耦合區(qū)長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)（）時(shí)，，即反射率接近100%；如果相位失配，反射率要減小。37相反方向耦合實(shí)際上，在無(wú)微擾的平行波導(dǎo)中，相反方向耦合的相位失配量為實(shí)現(xiàn)相位匹配此相位失配量極大，無(wú)法發(fā)生耦合。38同方向耦合與相反方向耦合總結(jié)完全相同的波導(dǎo)構(gòu)成間隔微小的平行波導(dǎo)，兩波導(dǎo)中相同階數(shù)的導(dǎo)模（傳播常數(shù)相同）之間能發(fā)生同方向耦合。完全相同的波導(dǎo)構(gòu)成間隔微小的平行波導(dǎo)，兩波導(dǎo)中不同階數(shù)的導(dǎo)模（傳播常數(shù)不同）之間能發(fā)生同方向耦合，但是需要微擾。不相同的波導(dǎo)構(gòu)成間隔微小的平行波導(dǎo)，兩波導(dǎo)中的導(dǎo)模（傳播常數(shù)不同）之間能發(fā)生同方向耦合，但是需要微擾。同一波導(dǎo)中，不同階數(shù)的導(dǎo)模之間能發(fā)生同方向耦合，但是需要微擾。39同方向耦合與相反方向耦合總結(jié)間隔微小的平行波導(dǎo)中，兩波導(dǎo)中的導(dǎo)模之間能發(fā)生反方向耦合，但是需要微擾。同一波導(dǎo)中，導(dǎo)模之間也能發(fā)生反方向耦合，但是需要微擾。耦合發(fā)生的條件：相位匹配兩個(gè)耦合導(dǎo)模的光場(chǎng)重疊積分不為零40定向耦合器相鄰光波導(dǎo)中同向傳輸?shù)膶?dǎo)模之間所進(jìn)行的功率交換稱為光學(xué)定向耦合；光學(xué)定向耦合器是由兩個(gè)相距很近并且相互平行的完全相同的光波導(dǎo)組成的；多個(gè)相距很近并且相互平行的完全相同的光波導(dǎo)構(gòu)成定向耦合器陣列；定向耦合器在導(dǎo)波光學(xué)中有廣泛應(yīng)用，例如：用于波導(dǎo)間耦合、濾波、偏振選擇、調(diào)制、光開(kāi)關(guān)以及激光器等方面。41定向耦合器兩個(gè)相互平行且相距很近的完全相同的介質(zhì)波導(dǎo)構(gòu)成定向耦合器，導(dǎo)模在波導(dǎo)間隙中的消逝場(chǎng)滲透入另一波導(dǎo)，由于光學(xué)隧道效應(yīng)，引起波導(dǎo)間的光學(xué)耦合?？蓪蓚€(gè)波導(dǎo)構(gòu)成的定向耦合器看成一個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)。42定向耦合器設(shè)兩波導(dǎo)導(dǎo)模橫向場(chǎng)分布分別為和，則在微擾近似下，可以將定向耦合器看成一個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)，其場(chǎng)分布可寫(xiě)成兩個(gè)波導(dǎo)場(chǎng)分布的線性疊加在相位匹配條件下，、；而對(duì)于同方向耦合，；所以，和均為純虛數(shù)，于是有。由前面同方向耦合的結(jié)論可以得到什么物理含義？43定向耦合器因此，定向耦合器系統(tǒng)的場(chǎng)分布可以寫(xiě)為對(duì)稱模場(chǎng)分布：反對(duì)稱模場(chǎng)分布：結(jié)論：定向耦合器中有兩個(gè)傳播常數(shù)不同的本征模。44定向耦合器對(duì)稱模的相速度，小于反對(duì)稱模的相速度，因此，當(dāng)傳播距離為時(shí)，兩者間的相位差為當(dāng)時(shí)，對(duì)稱模與反對(duì)稱模在波導(dǎo)2中相干加強(qiáng)，在波導(dǎo)1中相干抵消，全部功率集中在波導(dǎo)2中。45定向耦合器波導(dǎo)2波導(dǎo)1對(duì)稱模反對(duì)稱模46定向耦合器當(dāng)時(shí)，對(duì)稱模與反對(duì)稱模在波導(dǎo)1中相干加強(qiáng)，在波導(dǎo)2中相干抵消，全部功率集中在波導(dǎo)1中。47定向耦合器波導(dǎo)2波導(dǎo)1對(duì)稱模反對(duì)稱模48定向耦合器求耦合長(zhǎng)度的方法：方法一：分別求解兩個(gè)波導(dǎo)的場(chǎng)分布，然后計(jì)算得到耦合系數(shù)，再根據(jù)耦合系數(shù)計(jì)算得到耦合長(zhǎng)度。方法二：將定向耦合器作為一個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)，求解其本征方程得到對(duì)稱模和反對(duì)稱模的傳播常數(shù)和；再根據(jù)公式計(jì)算得到耦合長(zhǎng)度。49平板波導(dǎo)定向耦合器包層波導(dǎo)層襯底波導(dǎo)層間隙波導(dǎo)1的場(chǎng)分布波導(dǎo)2的場(chǎng)分布50平板波導(dǎo)定向耦合器假設(shè)介質(zhì)無(wú)損耗，則折射率為實(shí)數(shù)，耦合系數(shù)計(jì)算公式中的和可用場(chǎng)矢量的復(fù)共軛和代替下面以為例給出詳細(xì)計(jì)算過(guò)程。51平板波導(dǎo)定向耦合器耦合系數(shù)的分母玻印廷矢量平均值，所以：波導(dǎo)1中導(dǎo)模沿z向的功率考慮TE模，52平板波導(dǎo)定向耦合器頻域內(nèi)的麥克斯韋方程即：行列式展開(kāi)，對(duì)應(yīng)分量相等，得到53平板波導(dǎo)定向耦合器54平板波導(dǎo)定向耦合器因?yàn)橹恍柚纼蓚€(gè)波導(dǎo)中導(dǎo)模的橫向分布和就可以計(jì)算出耦合系數(shù)。55平板波導(dǎo)定向耦合器波導(dǎo)1中TE模的模場(chǎng)分布56平板波導(dǎo)定向耦合器波導(dǎo)2中TE模的模場(chǎng)分布57平板波導(dǎo)定向耦合器波導(dǎo)1中的導(dǎo)模功率：波導(dǎo)1的有效厚度計(jì)算過(guò)程中用到以下關(guān)系式58平板波導(dǎo)定向耦合器在完成耦合系數(shù)計(jì)算公式中分子的積分時(shí)，考慮弱導(dǎo)近似，則積分可只在波導(dǎo)1和波導(dǎo)2這兩個(gè)芯區(qū)進(jìn)行，因?yàn)槠渌麉^(qū)域中為二階小量，可以略去59平板波導(dǎo)定向耦合器通常情況下，考慮，則耦合系數(shù)的簡(jiǎn)化用到以下關(guān)系式：60平板波導(dǎo)定向耦合器耦合系數(shù)上式適用于弱導(dǎo)近似下兩個(gè)平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相同且相互靠近時(shí)的情況；耦合系數(shù)隨間隙厚度的增加而呈指數(shù)減小耦合系數(shù)隨著芯區(qū)厚度的增大而減小。思考：不同階模式的耦合系數(shù)大小關(guān)系？61定向耦合器的應(yīng)用定向耦合器最典型、最基礎(chǔ)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)光功率分配，稱為功率分配器，簡(jiǎn)稱為功分器。耦合區(qū)輸入波導(dǎo)輸出波導(dǎo)：3dB耦合器思考：兩個(gè)輸出端口的光場(chǎng)是否完全相同？62定向耦合器的應(yīng)用思考1：如何實(shí)現(xiàn)濾波？思考2：如何實(shí)現(xiàn)偏振（模式）選擇？提示：考慮耦合系數(shù)與波長(zhǎng)和偏振（模式）的關(guān)系結(jié)合電光效應(yīng)，還可以實(shí)現(xiàn)光調(diào)制和光開(kāi)關(guān)等功能。輸入波導(dǎo)輸出波導(dǎo)輸出波導(dǎo)思考：兩個(gè)輸出端口的光場(chǎng)是否完全相同？63分支波導(dǎo)耦合器分支波導(dǎo)由一條介質(zhì)波導(dǎo)A分叉成兩條介質(zhì)波導(dǎo)B和C構(gòu)成（通常分支張角很?。Ｏ聢D為平面分支波導(dǎo)的剖面結(jié)構(gòu)及其五層介質(zhì)波導(dǎo)理論模型（其理論分析所得出的結(jié)論可推廣到條形分支波導(dǎo)）。波導(dǎo)A波導(dǎo)B波導(dǎo)C64分支波導(dǎo)耦合器在分支點(diǎn)右側(cè)附近由分支B和C構(gòu)成五層介質(zhì)波導(dǎo)，而后分成相互孤立的兩個(gè)三層平板波導(dǎo)。65分支波導(dǎo)耦合器分叉點(diǎn)右側(cè)附近區(qū)域需要借助五層平板波導(dǎo)模型進(jìn)行分析（留作課后練習(xí)），具體步驟為：求解五層平板波導(dǎo)（作為整體）的本征方程，得到分叉區(qū)（五層平板波導(dǎo)）的傳播常數(shù)，由于分支間距隨距離z連續(xù)變化，所以五層平板波導(dǎo)的傳播常數(shù)也隨距離z連續(xù)變化；將求解得到的五層平板波導(dǎo)傳播常數(shù)代入五層平板波導(dǎo)模場(chǎng)分布，得到耦合到兩個(gè)分支后的模場(chǎng)分布。66分支波導(dǎo)耦合器如果波導(dǎo)B和C完全對(duì)稱（，，），則波導(dǎo)A中的導(dǎo)模傳輸?shù)椒植婵诤?，將以兩個(gè)模階數(shù)相同、功率相等的導(dǎo)模分別轉(zhuǎn)換到波導(dǎo)B和C中去。67分支波導(dǎo)耦合器模式轉(zhuǎn)換服從“傳播常數(shù)最接近”原則，即波導(dǎo)A中的導(dǎo)模向波導(dǎo)B和C轉(zhuǎn)換時(shí)，只轉(zhuǎn)換到傳播常數(shù)與之最接近的那階導(dǎo)模。同時(shí)，模式轉(zhuǎn)換還必須服從模場(chǎng)隨z增加而連續(xù)變化的原理。模式轉(zhuǎn)換的規(guī)則：當(dāng)波導(dǎo)A的模階數(shù)為偶數(shù)時(shí)，波導(dǎo)B和C的模階數(shù)應(yīng)為；當(dāng)波導(dǎo)A的模階數(shù)為奇數(shù)時(shí)，波導(dǎo)B和C的模階數(shù)應(yīng)為。68分支波導(dǎo)耦合器69分支波導(dǎo)耦合器當(dāng)波導(dǎo)B和C在結(jié)構(gòu)上不對(duì)稱時(shí)，導(dǎo)模也遵循“傳播常數(shù)最接近”原則，即波導(dǎo)A中的導(dǎo)模向波導(dǎo)B和C轉(zhuǎn)換時(shí)，只轉(zhuǎn)換到傳播常數(shù)與之最接近的那個(gè)波導(dǎo)。虛線：波導(dǎo)A和B；實(shí)線：波導(dǎo)C70分支波導(dǎo)耦合器虛線：波導(dǎo)A和B；實(shí)線：波導(dǎo)C71分支波導(dǎo)耦合器模式分離：波導(dǎo)A的TE0模和TE2模分別變?yōu)椴▽?dǎo)C的TE0模和TE1模（能量幾乎100%轉(zhuǎn)移）；波導(dǎo)A的TE1模變成波導(dǎo)B的TE0模。72分支波導(dǎo)耦合器上述結(jié)論僅在分支張角很?。ㄒ话憬窃诘臄?shù)量級(jí)）的條件下才適用；當(dāng)張角較大時(shí)，需用較復(fù)雜的電磁場(chǎng)理論計(jì)算進(jìn)行分析。FD-BPM和FFT-BPM法是計(jì)算和分析分支波導(dǎo)耦合器較為方便的數(shù)值算法。73Y分支波導(dǎo)耦合器錐形波導(dǎo)（過(guò)渡區(qū)）平滑地將單模直波導(dǎo)展寬，從而增大光波導(dǎo)中導(dǎo)模的寬度以減小和輸出波導(dǎo)之間的耦合損耗。對(duì)稱型Y分支波導(dǎo)耦合器將輸入光在兩個(gè)輸出端均分輸出，稱為3dB功分器。輸入波導(dǎo)錐形波導(dǎo)輸出波導(dǎo)74Y分支波導(dǎo)耦合器考慮到與光纖陣列的連接并消除輸出波導(dǎo)之間相互耦合的影響，Y分支功分器的輸出波導(dǎo)間距（D）一般為或，必須引入彎曲波導(dǎo)部分。彎曲波導(dǎo)部分可以是S型、cos型或sin型。75Y分支波導(dǎo)耦合器彎曲波導(dǎo)部分會(huì)引入損耗，因此需采用足夠大的彎曲半徑（R）以保證90度彎曲損耗小于0.1dB。在實(shí)際制作過(guò)程中，由于工藝水平的限制，兩條輸出波導(dǎo)之間的分支角不可能做成完全的尖角，而是會(huì)留下一段空隙（S），這段分支間距一般為。通常在設(shè)計(jì)過(guò)程中直接在分支頂端留有一定寬度的間距，而這段間隙是Y分支功分器損耗的主要來(lái)源。76Y分支波導(dǎo)耦合器按照輸出分支波導(dǎo)數(shù)目，Y分支功分器可分為1×2、1×4等類型。為了實(shí)現(xiàn)1×4、1×8、1×16等的功率分配，可采用樹(shù)形級(jí)聯(lián)方式，將多個(gè)1×2功分器串聯(lián)。樹(shù)形級(jí)聯(lián)方式77Y分支波導(dǎo)耦合器實(shí)現(xiàn)1×4、1×8、1×16等功率分配的另一種級(jí)聯(lián)是所謂的“Sparkler方式”：每一級(jí)的輸出波導(dǎo)不再保持水平方向，下一級(jí)Y分支的輸入波導(dǎo)與上一級(jí)的輸出波導(dǎo)平行連接（即兩者的切線互相重合）；在器件的最下級(jí)輸出端，用圓弧將波導(dǎo)調(diào)整至水平方向。Sparkler級(jí)聯(lián)方式78Y分支波導(dǎo)耦合器在輸出波導(dǎo)間距相同的情況下，Sparkler級(jí)聯(lián)方式可以比樹(shù)形級(jí)聯(lián)方式更有效地減小器件的尺寸。隨著輸出端口數(shù)目的增加，Sparkler級(jí)聯(lián)方式小型化的優(yōu)勢(shì)更為明顯。樹(shù)形級(jí)聯(lián)方式Sparkler級(jí)聯(lián)方式79Y分支波導(dǎo)耦合器一個(gè)1×2功分器設(shè)計(jì)實(shí)例第一步：選擇波導(dǎo)的材料以及波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，需要考慮單模條件。（采用的掩埋型SiO2波導(dǎo)）第二步：確定Y分支的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)（彎曲部分結(jié)構(gòu)、分支間距等）80Y分支波導(dǎo)耦合器最終得到的Y分支功分器的器件大小為。BPM仿真結(jié)果1550nm單模光纖基模輸入81Y分支波導(dǎo)耦合器波長(zhǎng)1550nm處，分支間距為零（即理想情況）時(shí)的附加損耗小于0.1dB；當(dāng)分支間距為符合實(shí)際工藝條件的時(shí)，附加損耗為0.34dB，說(shuō)明Y分支的分支間距確實(shí)是其附加損耗的主要來(lái)源。82MMI耦合器83光耦合器的一般技術(shù)參數(shù)插入損耗（insertionloss,IL）某指定輸出端口輸出的光功率相對(duì)于全部輸入光功率的減小值。：第i個(gè)輸出端口的插入損耗：第i個(gè)輸出端口輸出的光功率：輸入端口輸入的光功率典型插入損耗：中心波長(zhǎng)處的插入損耗平均值最大插入損耗：整個(gè)工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)插入損耗最大值84光耦合器的一般技術(shù)參數(shù)附加損耗（excessloss,EL）所有輸出端口的光功率總和相對(duì)于全部輸入光功率的減小值。附加損耗是體現(xiàn)器件制作工藝水平高低的核心指標(biāo)，反映器件制作過(guò)程中引入的固有系統(tǒng)性損耗，反映了器件的整體水平。插入損耗不僅包括了固有損耗的因素，還包括了分光比的因素。85光耦合器的一般技術(shù)參數(shù)分光比（couplingratio,CR）各個(gè)輸出端口之間的輸出功率的比值，可以用某個(gè)輸出端口的功率與輸出總功率的百分比表示。分光比1:1或50%:50%代表兩個(gè)輸出端口的輸出功率相同，也稱為“3dB耦合器”或“3dB功分器”。如需獲得不同分光比，可通過(guò)設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)等方法得到（例如：非對(duì)稱的Y分支）。如需獲得可調(diào)諧分光比，可借助熱光、電光等