波导型光耦合器的结构

时间：2015-12-18

   用平面波导技术已成功地研制出包括分路器,星形耦合器,波分复用器,宽带耦合器等在内的多种无源光耦合器件,其中分路器发展得较为成熟,使用范围也较广泛,波导型耦合器常以波导的特定结构作为分类依据,下面以分路器为例论述其结构.
1.单模波导型;是对单模光信号进行功率分配的器件,依基本结构可分为分支波导,方向耦合器和间隙渐变的方向耦合器等,它们可由离子交换下班波导,Ti扩散铌酸锂波导或聚合特波导构成.
2.分支波导型:有对称和非对称两种基本结构,由于结构与光的分布耦合无关,其带宽仅仅取决于模色散的限制,,极适合制作宽带分路器,单窗口带宽可达100nm.目前市场上的波导型分路器多采用这种结构,分支波导制作的关键技术在于抵制分支点产生二阶模及确定量的分支角.
3.方向耦合器;是功率分路器的另一种重要结构,也是制作星形耦合器的基础器件,其分光比通过耦合长度来调整,如实现全功率转换的长度为L,则L/2的耦合长度将是一个1:1的耦合器,全功率转换的长度由所传输的奇,偶模间传播常数之差确定,方向耦合器对波长较为敏感,其带宽一般为10nm左右.
4.间隙渐变方向耦合器:具有同分支波导相似的工作特性,并显著降低器件的功率损耗,其设计参数是最小波导间隔和张角.
5.多模波导型,局域网中用得较多的是多模耦合器,多模波导中往往激励出多种不同的模式,在相同中的波导结构下,这些模式输出端口通常有不同的分配特性,为获得均匀输出信号,须在波导结构中实现模式混合,实际上是通过设计合适的耦合长度,使各种模式因衍射而展宽,在侧壁上往返反射,直至模向光强分布达到相同,从而实现光功率在各输出端口的均匀分配.