1、保偏光纖耦合器的發展

實現光信號功率在不同光纖間的分配或組合的光器件。利用不同光纖面緊鄰光纖芯區中導波能量的相互交換作用構成。按所采用的光纖類型可分為多模光纖、單模光纖和保偏光纖耦合器等。

光纖耦合器(Coupler)又稱分歧器(Splitter)、連接器、適配器、法蘭盤，是用于實現光信號分路/合路，或用于延長光纖鏈路的元件，屬于光被動元件領域，在電信網路、有線電視網路、用戶回路系統、區域網路中都會應用到。光纖耦合器可分標準耦合器(屬于波導式，雙分支，單位1×2，亦即將光訊號分成兩個功率)、直連式耦合器(連接2條相同或不同類型光纖接口的光纖，以延長光纖鏈路)、星狀/樹狀耦合器、以及波長多工器(WDM，若波長屬高密度分出，即波長間距窄，則屬于DWDM)，制作方式則有燒結(Fuse)、微光學式(Micro Optics)、光波導式(Wave Guide)三種，而以燒結式方法生產占多數(約有90%)。

燒結方式的制作法，是將兩條光纖并在一起燒融拉伸，使核芯聚合一起，以達光耦合作用，而其中最重要的生產設備是光纖熔接機，也是其中的重要步驟，雖然重要步驟部份可由機器代工，但燒結之后，仍須人工作檢測封裝，因此人工成本約占10～15%左右，再者采用人工檢測封裝須保品質的一致性，這也是量產時所必須克服的，但技術困難度不若DWDM 模塊及光主動元件高，因此初期想進入光纖產業的廠商，大部分會從光耦合器切入，毛利則在20～30%。

光纖耦合器的發展歷程

其發展主要經歷了三個階段：萌芽階段、早期階段、發展階段。

光纖耦合器萌芽階段

1、物質基礎——低損耗光纖問世

1970年，美國的Comning(康寧)公司率先成功拉制出損耗為20dB/km的低損耗光纖。這一光學領域的重大技術突破，為光纖的進一步研發提供了先進的技術手段。同時，也為光纖耦合器的問世以及廣泛應用奠定了雄厚的物質基礎。

2、理論依據——耦合模方程推導

1972年，澳大利亞的Snyder成功推導出擾動均勻光纖系統中的耦合模方程及耦合系數表達式，理論上分析了分別位于多邊形各頂點以及多邊形中心的光纖系列耦合功率轉換情況。同年，美國的Wijngaard給出了兩根相同或相異的平行圓波導間的模場分布。

1973年，Snyder和McIntyre原有基礎上進一步研究了光纖各個模式間的功率轉換。Snyder和Wijngaard出色的理論工作，為光纖耦合器的設計及光纖耦合器功率轉換分析提供了可靠的理論依據。

光纖耦合器早期階段

1、光纖耦合器雛形——光纖連接器

1971年，Bisbee率先采用熔接的方法實現了多模光纖之間的焊接。翌年，Dyott等人采用類似的熔接技術實現了單模光纖之間的焊接，所進行的拉錐試驗也獲得了一定進展。

Bisbee和Dyott等人采用熔融方法所設計的光纖耦合器，可實現兩根光纖之間的單路耦合和定向傳輸，這種熔融方法為光纖耦合器的研制指明了方向。

2、光纖系統集成化基元——星型耦合器

1974年，Hudson和Thiel提出了星型耦合器的思想，并設計出第一個星型光纖耦合器。與傳統的T形耦合器相比，這種多端口的光纖星型耦合器具有損耗更低、方向性更好、穩定性更高、各端口等效等諸多優點。星型耦合器的出現為光纖通信系統和光纖傳感系統向著集成化、小型化發展提供了技術保障。

3、光纖定向耦合器問世——光纖定向耦合器出現

1975年，Kuwahara等人將兩根多模光纖纏繞并在耦合區填充折射率匹配液，構成世界上第一個光纖定向耦合器。實驗測得該光纖耦合器的耦合功率為50dB，方向性為21dB。光纖定向耦合器的問世，標志著光纖耦合器時代的到來，使得光纖通信和光纖傳感系統的全光纖化成為可能。

4、光纖耦合器新思路——腐蝕錐形光纖耦合器

1976年，Yamamoto等人率先采用化學腐蝕技術，制成錐形結構的光纖耦合器，其耦合效率可達90%以上。這種方法為設計光纖耦合器提供了一種新思路，為光纖耦合器的多元化開辟了新途徑。

5、光纖耦合器技術突破——熔融光纖定向耦合器

1976年，Barnoski和Friedrich采用聚焦的CO2激光作為局部熱源，加熱熔融兩根Comning公司生產的多模光纖，首次制成光纖定向耦合器;通過調整光纖纖芯間距和相互作用長度，可以實現對耦合比的控制。將加熱熔融方法應用于光纖定向耦合器的制作，在技術上是一項重大的突破，為光纖定向耦合器的大規模生產奠定了技術基礎。

6、光纖耦合器手工化——拋磨型光纖耦合器

1976年，McMahon和Gravel采用機械拋磨方法移除多模光纖的部分包層，制成分布式T形耦合器。

同年，Hsu和Milton采用類似的機械拋磨方法移除單模光纖的部分包層，制成拋磨型單模光纖耦合器。McMahon和Hsu等人提出的機械拋磨方法，為光纖耦合器的研制開辟了另一條途徑。

光纖耦合器發展階段

隨著熔融拉錐、機械拋磨、化學腐蝕等技術的出現，光纖耦合器開始迅猛發展并進入高速發展階段，各種結構豐富、功能優良的光纖耦合器如同雨后春筍一般蓬勃發展。光纖耦合器逐步從實驗室走向工業生產領域，其生產工藝日趨成熟并得到了廣泛應用。

1、熔融與拉錐結合——熔錐形光纖耦合器

1977年，Kawasaki和Hill將熔融技術和拉錐技術結合，首次制成了熔融雙錐形耦合器。這種熔融拉錐技術將耦合器的附加損耗降低了一個數量級，實驗測量的附加損耗為0.1～0.2dB。熔融技術與拉錐技術的結合是光纖耦合器生產史上的一次重大飛躍，開啟了光纖耦合器發展的新紀元，為光纖耦合器的規模化生產從技術上提供了有力保證。

2、拋磨法的成熟——拋磨型多模光纖耦合器

1978，Tsujimoto等人先將兩根多模光纖分別嵌入兩板中進行拋磨，再將經打磨后的兩根光纖拼接在一起，首次制成3dB拋磨型多模耦合器，其附加損耗小于0.3dB。這種耦合器設計方法迅速被人們廣泛采用，并將光纖耦合器的發展推向一個新階段。

3、封裝腐蝕法——可調諧單模光纖耦合器

1979年，Sheem和Giallorenzi將兩根光纖纏繞在一起放入盛有腐蝕液(HF：NH4F=1：4)的四端口容器中腐蝕，首次制成耦合效率在0～2dB之間、手動可調諧的單模光纖定向耦合器。雖然此前光纖耦合器腐蝕技術已經出現，但他們設計的光纖耦合器屬于全功率轉換型，這是首次將腐蝕技術應用于功率分配型耦合器的成功設計。該耦合器通過旋轉瓶帽控制兩根光纖的纏繞次數和光纖間的張力，可實現耦合比從0到2dB之間的手動調諧。封裝腐蝕法的提出為可調諧型耦合器的設計提供了新的實現途徑。

4、光纖耦合器多芯化——雙芯光纖耦合器

1980年，Schiffner等人首次成功拉制出雙芯光纖。拉制前預先在雙芯之間填充一排空氣孔，使兩根光纖的兩端分開，可制成雙芯光纖耦合器，并通過彎曲光纖調諧其耦合比。雙芯光纖的出現有效地拓展了光纖傳送容量，而雙芯光纖耦合器的出現進一步促進了光纖耦合器多元化發展的進程。

5、化學汽相沉積法與熔錐法結合一一保偏型熔錐光纖耦合器

1982年，Kawachi等人采用單模單偏振熊貓型光纖，首次制成偏振保持型熔錐光纖耦合器。為使熔融過程中光纖扭曲變形最小化以保持偏振對稱性，他們采用化學沉積法首先在熊貓光纖外圍沉積一層SiO2-B2O3層，然后進行拉錐。這種光纖耦合器能夠保持很高的偏振特性，它的出現有力地推動了相干通信系統和相干傳感系統的發展。并且，保偏光纖耦合器也是構成高精度、高性能光纖陀螺和水聲器的基礎元件之一。

6、光柵和光纖耦合器結合——光纖光柵耦合器

1985年，Russell和Ulrich首次將光柵放置于經側面打磨的光纖纖芯消逝場附近，制成光纖光柵耦合器。這種耦合器可用于制作光譜儀、濾波器、光開關等光纖通訊器件，在波分復用領域具有得天獨厚的優勢。

7、周期性微彎法——光纖模式耦合器

1986年，Blake等人首次采用周期性微彎方法，制成了LP01模到LP11模之間的模式耦合器。這種耦合器可用于制作頻移器、幅度調制器等光纖器件。周期性微彎法的采用，極大地豐富了光纖干涉和光纖傳感的研究內容，也拓寬了光纖器件的應用范圍。

8、多芯與單芯光纖耦合——混合型光纖耦合器

1993年，Himeno等人率先提出多芯與單芯耦合制作光纖耦合器的思想，并用可熔融連接器將雙芯光纖和兩根單芯光纖連接，經錐化制成了混合型光纖耦合器。這種新型制作技術可于制作星型光纖耦合器，并對其發展具有重要意義。

9、特種光纖耦合器制作——塑料光纖活性耦合器

1998年，Zubia等人首次制成帶有液晶中間層的塑料光纖活性耦合器。這種活性耦合器兼有耦合器和光開關的特性，在光纖傳感領域有著廣泛的應用。

10、長周期光纖光柵間的耦合一一長周期光纖光柵耦合器

2000年，Chiang等人分析了兩根平行的長周期光纖光柵之間的耦合機制，制成了長周期光纖光柵耦合器。這種基于長周期光纖光柵的耦合器可于制作合/分路器，在波分復用系統中有著廣闊的應用前景。

11、非常規光纖耦合器——太赫茲光纖耦合器

2007年，Chen等人率先制成太赫茲單模光纖耦合器。由于反對稱模截止，這種太赫茲光纖耦合器的耦合比不依賴于耦合區長度。在太赫茲光纖通信系統、3dB功率分配器、太赫茲光纖內窺鏡等領域，這種新型耦合器具有廣闊的應用前景。

2、什么是耦合器

耦合器是一個統稱，工業領域用作動力裝置的連接和轉換，作用是改善起速和調速性能；計算機中作為適配器進行數據及信息的交換和處理，通常為硬件。其實也可以從字面來進行理解，耦合么--也不用想那么復雜

一、耦合器是什么?

耦合器是一種用于將電路中的信號進行耦合或解耦的器件。在電路中，耦合器通常用于將信號從一個電路傳輸到另一個電路，或者從一個電路中提取信號。耦合器通常分為有源耦合器和無源耦合器兩種類型。其中，有源耦合器需要外部電源供電，可以增益信號;而無源耦合器不需要外部電源供電，通常用于將兩個電路進行耦合或解耦。根據耦合方式的不同，耦合器又可以分為直接耦合器、變壓器耦合器、電容耦合器、電感耦合器、微帶耦合器等多種類型。

二、耦合器都有什么類型?

根據耦合方式的不同，耦合器可以分為以下幾種類型：

直接耦合器：直接耦合器是一種將兩個電路直接連接在一起的耦合器。直接耦合器通常用于低頻電路中，具有簡單、易制作、低成本等優點。

變壓器耦合器：變壓器耦合器是一種將兩個電路通過變壓器進行耦合的器件。變壓器耦合器通常用于中高頻電路中，具有隔離度高、傳輸效率高等優點。

電容耦合器：電容耦合器是一種將兩個電路通過電容進行耦合的器件。電容耦合器通常用于中低頻電路中，具有隔離度較低、傳輸效率較低等缺點，但可以提供直流隔離的功能。

電感耦合器：電感耦合器是一種將兩個電路通過電感進行耦合的器件。電感耦合器通常用于高頻電路中，具有隔離度高、傳輸效率高等優點。

微帶耦合器：微帶耦合器是一種將兩個電路通過微帶線進行耦合的器件。微帶耦合器通常用于高頻電路中，具有隔離度高、傳輸效率高、尺寸小、重量輕等優點。

混合耦合器：混合耦合器是一種將輸入信號進行混合的器件，通常用于頻率轉換、幅度調制等應用中。混合耦合器通常采用矩陣方式進行設計，可以實現多種復雜的信號處理功能。

不同類型的耦合器適用于不同的電路應用場合，需要根據具體的應用需求進行選擇。

三、耦合器有什么作用?

您是否曾經遇到過這樣的問題：在電路中傳輸信號時，不同電路之間的信號相互干擾，導致信號質量下降，甚至無法傳輸?這時，耦合器就可以幫助我們解決這個問題。耦合器是一種用于將電路中的信號進行耦合或解耦的器件，可以將信號從一個電路傳輸到另一個電路，或者從一個電路中提取信號，同時避免不同端口之間的信號相互干擾。

在電子通信、雷達、衛星通信等領域，耦合器是非常重要的器件。例如，通信系統中需要將信號從發射端傳輸到接收端，同時避免信號干擾;雷達系統中需要從發射端提取信號并進行處理，同時避免發射端和接收端之間的信號干擾。這時，耦合器就可以起到關鍵作用，保證系統的信號質量和性能。

不同類型的耦合器適用于不同的電路應用場合。例如，直接耦合器適用于低頻電路中;變壓器耦合器適用于中高頻電路中;電容耦合器適用于中低頻電路中;電感耦合器和微帶耦合器適用于高頻電路中;混合耦合器適用于頻率轉換、幅度調制等應用中。

總結

為了滿足不同應用場合的需求，耦合器具有多種性能指標，例如工作頻率范圍、端口隔離度、插入損耗、平衡度、尺寸和重量等。例如，Mini-Circuits公司的ZAPD-21+混合耦合器具有覆蓋0.5GHz至18GHz的頻率范圍、高達30dB的隔離度、0.5dB的插入損耗和0.5dB的平衡度，同時尺寸小、重量輕、成本適中，可以滿足通信和雷達系統的要求。

3、保偏光纖熔融拉錐機是什么做什么用的保偏光纖耦合器和光無源器件是做什么用的

保偏光纖熔融拉錐機就是制作保偏光纖材質的耦合器，就是將兩根或者多根光纖熔拉，在特定一些條件下，形成波導，做成1x2或者1xN 等coupler(光耦合器)，保偏光纖耦合器就是屬于光無源器件，

個人了解,保偏光纖耦合器一般是用于偏振光耦合或者分光等作用。相對普通光耦合器，它具有保持各自的偏振態不變，一般應用關鍵(精密)光學器件。

在光纖傳輸系統中，有時需要把多根光纖傳來的光信息耦合進一根光纖，有時又需要將一根光纖中的信號分到多根光纖中，并對各路分配比例有明確的要求，這就需要采用光纖耦合器這類光無源器件。而在采用相干光調制解調技術的高級光纖通信系統和干涉型光纖傳感器等應用場合，需要采用能夠保持偏振態穩定，附加損耗低且偏振串擾小的保偏光纖耦合器。

目前的保偏光纖耦合器主要有1x2, 1x4, 2x2等規格。其中1x2和1x4保偏熔融光纖耦合器可讓單光纖輸入分成兩個或四個輸出，而2x2保偏熔融光纖耦合器混合兩個輸入光(A和B)，輸出光是一個混合信號(包含信號A和信號B，兩者的比例取決于耦合比)。這些耦合器中的熊貓型保偏光纖對沿慢軸入射的光提供高消光比。態路通信的保偏光纖耦合器有多種中心波長可選。下圖為參考耦合器光路圖。

熔融拉錐型保偏光纖耦合器制作工藝

熔融拉錐型保偏光纖耦合器是將兩根或多根光纖進行局部加熱熔融，并且同時進行拉伸，使得熔融部分變細。由于這時光纖纖芯變得很細，所以纖芯中的光會擴散到包層中。因此，光纖中傳輸的光信號在光纖之間發生耦合。

熔融拉錐型光纖耦合器具有溫度特性好、體積較小、工藝簡單、生產成本較低等特點。

耦合器性能指標

注：保偏光纖耦合器的插入損耗隨著分光比的不同而有變化。

耦合器封裝

保偏光纖耦合器的封裝過程也是其制作的一個重要環節。熔融拉錐后的耦合器，耦合區非常細且完全暴露在外面，封裝可以保護光纖耦合器，使其性能更加穩定。

態路通信選用直徑3.0mm，長度54mm的不銹鋼鋼管作為耦合器的封裝，可以最大限度發揮耦合器體積小的優勢，且其具有耐高溫性和抗腐蝕性。

關于

采用最為嚴苛的工藝精心制作每一條保偏光纖耦合器，確保高回波損耗以及高消光比。采用嚴格可靠的實驗，使所有的保偏光纖耦合器能夠滿足業界最高的質量標準，產品系列豐富，能夠滿足各種應用需求。

4、光纖是什么

光纖是光導纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。前香港中文大學校長高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸的設想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學獎。

微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發射裝置使用發光二極管（light emitting diode,LED）或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。

在日常生活中，由于光在光導纖維的傳導損耗比電在電線傳導的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。

通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆。多數光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護層和絕緣層可防止周圍環境對光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜分為：光纖，緩沖層及披覆。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

在多模光纖中，芯的直徑是50μm和62.5μm兩種， 大致與人的頭發的粗細相當。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光線保持在芯內。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆，易斷裂，因此需要外加一保護層

1.光是一種電磁波

可見光部分波長范圍是：390~760nm(納米)。大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是：850nm，1310nm，1550nm三種。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物質中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會產生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質有不同的光折射率），相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。

1.光纖結構：

光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂涂層。

光纖2.數值孔徑：

入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度范圍內的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數值孔徑。光纖的數值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不同廠家生產的光纖的數值孔徑不同（AT&T CORNING）。

3.光纖的種類：

光纖的種類很多，根據用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對于有線電視和通信用的光纖，其設計和制造的原則基本相同，諸如：①損耗小；②有一定帶寬且色散小；③接線容易；④易于成統；⑤可靠性高；⑥制造比較簡單；⑦價廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。

（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

（2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

（4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

（5）制造方法：預塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

石英光纖

石英光纖（Silica Fiber）是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，并按不同的摻雜量，來控制纖芯和包層的折射率分布的光纖。石英（玻璃）系列光纖，具有低耗、寬帶的特點，現在已廣泛應用于有線電視和通信系統。

石英玻璃光導纖維的優點是損耗低,當光波長為1.0～1.7μm（約1.4μm附近），損耗只有1dB/km，在1.55μm處最低，只有0.2dB/km。

摻氟光纖

摻氟光纖（Fluorine Doped Fiber）為石英光纖的典型產品之一。通常，作為1.3μm波域的通信用光纖中，控制纖芯的摻雜物為二氧化鍺（GeO2），包層是用SiO2作成的。但接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2，而在包層中卻是摻入氟素的。由于，瑞利散射損耗是因折射率的變動而引起的光散射現象。所以，希望形成折射率變動因素的摻雜物，以少為佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用于包層的摻雜。

石英光纖與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線光到近紅外線光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用于導光和圖像傳導等領域。

紅外光纖

作為光通信領域所開發的石英系列光纖的工作波長，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2μm。為此，能在更長的紅外波長領域工作，所開發的光纖稱為紅外光纖。紅外光纖（Infrared Optical Fiber）主要用于光能傳送。例如有：溫度計量、熱圖像傳輸、激光手術刀醫療、熱能加工等等，普及率尚低。

復合光纖

復合光纖（Compound Fiber）是在SiO2原料中，再適當混合諸如氧化鈉（Na2O）、氧化硼（B2O3）、氧化鉀（K2O）等氧化物制作成多組分玻璃光纖，特點是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫療業務的光纖內窺鏡。

氟氯化物光纖

氟化物光纖氯化物光纖（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡稱 ZBLAN（即將氟化誥（ZrF2）、氟化鋇（BaF2）、氟化鑭（LaF3）、氟化鋁（AlF3）、氟化鈉（NaF）等氯化物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2～10μm波長的光傳輸業務。由于ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性，正在進行著用于長距離通信光纖的可行性開發，例如：其理論上的最低損耗，在3μm波長時可達10-2～10－3dB/km，而石英光纖在1.55μm時卻在0.15-0.16dB/Km之間。目前，ZBLAN光纖由于難于降低散射損耗，只能用在2.4～2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸，尚未廣泛實用。最近，為了利用ZBLAN進行長距離傳輸，正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器（PDFA）。

塑包光纖

塑包光纖（Plastic Clad Fiber）是將高純度的石英玻璃作成纖芯，而將折射率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較，具有纖芯租、數值孔徑（NA）高的特點。因此，易與發光二極管LED光源結合，損耗也較小。所以，非常適用于局域網（LAN）和近距離通信。

塑料光纖

這是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）作成的光纖。早期產品主要用于裝飾和導光照明及近距離光鍵路的光通信中。原料主要是有機玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。損耗受到塑料固有的C－H結合結構制約，一般每km可達幾十dB。為了降低損耗正在開發應用氟索系列塑料。由于塑料光纖（Plastic Optical fiber）的纖芯直徑為1000μm，比單模石英光纖大100倍，接續簡單，而且易于彎曲施工容易。近年來，加上寬帶化的進度，作為漸變型（GI）折射率的多模塑料光纖的發展受到了社會的重視。最近，在汽車內部LAN中應用較快，未來在家庭LAN中也可能得到應用。

單模光纖

單模光纖這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖。由于，光纖的纖芯很細（約10μm）而且折射率呈階躍狀分布，當歸一化頻率V參數<2.4時，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒有多模色散，不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結構色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中，因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖（DePr-essed Clad Fiber），其包層形成兩重結構，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射率還低。

多模光纖

多模光纖將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50μm，由于傳輸模式可達幾百個，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線電視和通信系統的短距離傳輸。自從出現SMF光纖后，似乎形成歷史產品。但實際上，由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結合容易，在眾多LAN中更有優勢。所以，在短距離通信領域中MMF仍在重新受到重視。MMF按折射率分布進行分類時，有：漸變（GI）型和階躍（SI）型兩種。GI型的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。由于SI型光波在光纖中的反射前進過程中，產生各個光路徑的時差，致使射出光波失真，色激較大。其結果是傳輸帶寬變窄，目前SI型MMF應用較少。

色散位移光纖

單模光纖的工作波長在1.3Pm時，模場直徑約9Pm，其傳輸損耗約0.3dB/km。此時，零色散波長恰好在1.3pm處。石英光纖中，從原材料上看1.55pm段的傳輸損耗最小（約0.2dB/km）。由于現在已經實用的摻鉺光纖放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也能實現零色散，就更有利于應用1.55Pm波段的長距離傳輸。于是，巧妙地利用光纖材料中的石英材料色散與纖芯結構色散的合成抵消特性，就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也構成零色散。因此，被命名為色散位移光纖（DSF：DispersionShifted Fiber）。加大結構色散的方法，主要是在纖芯的折射率分布性能進行改善。在光通信的長距離傳輸中，光纖色散為零是重要的，但不是唯一的。其它性能還有損耗小、接續容易、成纜化或工作中的特性變化小（包括彎曲、拉伸和環境變化影響）。DSF就是在設計中，綜合考慮這些因素。

十一 色散平坦光纖

色散移位光纖（DSF）是將單模光纖設計零色散位于1.55pm波段的光纖。而色散平坦光纖（DFF：Dispersion Flattened Fiber）卻是將從1.3Pm到1.55pm的較寬波段的色散，都能作到很低，幾乎達到零色散的光纖稱作DFF。由于DFF要作到1.3pm～1.55pm范圍的色散都減少。就需要對光纖的折射率分布進行復雜的設計。不過這種光纖對于波分復用（WDM）的線路卻是很適宜的。由于DFF光纖的工藝比較復雜，費用較貴。今后隨著產量的增加，價格也會降低。

十二 色散補償光纖

對于采用單模光纖的干線系統，由于多數是利用1.3pm波段色散為零的光纖構成的。可是，現在損耗最小的1.55pm，由于EDFA的實用化，如果能在1.3pm零色散的光纖上也能令1.55pm波長工作，將是非常有益的。因為，在1.3Pm零色散的光纖中，1.55Pm波段的色散約有16ps/km/nm之多。如果在此光纖線路中，插入一段與此色散符號相反的光纖，就可使整個光線路的色散為零。為此目的所用的是光纖則稱作色散補償光纖（DCF：DisPersion Compe-nsation Fiber）。DCF與標準的1.3pm零色散光纖相比，纖芯直徑更細，而且折射率差也較大。DCF也是WDM光線路的重要組成部分。

十三 偏振保持光纖

在光纖中傳播的光波，因為具有電磁波的性質，所以，除了基本的光波單一模式之外，實質上還存在著電磁場（TE、TM）分布的兩個正交模式。通常，由于光纖截面的結構是圓對稱的，這兩個偏振模式的傳播常數相等，兩束偏振光互不干涉，但實際上，光纖不是完全地圓對稱，例如有著彎曲部分，就會出現兩個偏振模式之間的結合因素，在光軸上呈不規則分布。偏振光的這種變化造成的色散，稱之偏振模式色散（PMD）。對于現在以分配圖像為主的有線電視，影響尚不太大，但對于一些未來超寬帶有特殊要求的業務，如：

①相干通信中采用外差檢波，要求光波偏振更穩定時；

②光機器等對輸入輸出特性要求與偏振相關時；

③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等時；

④制作利用光干涉的光纖敏感器等，

凡要求偏振波保持恒定的情況下，對光纖經過改進使偏振狀態不變的光纖稱作偏振保持光纖（PMF：Polarization Maintaining fiber），或稱其為固定偏振光纖。

十四 雙折射光纖

雙折射光纖是指在單模光纖中，可以傳輸相互正交的兩個固有偏振模式的光纖。折射率隨偏報方向變異的現象稱為雙折射。它又稱作PANDA光纖，即偏振保持與吸收減少光纖（Polarization－maintai-ning AND Absorption－ reducing fiber）。它是在纖芯的橫向兩則，設置熱膨脹系數大、截面是圓形的玻璃部分。在高溫的光纖拉絲過程中，這些部分收縮，其結果在纖芯y方向產生拉伸，同時又在x方向呈現壓縮應力。致使纖材出現光彈性效應，使折射率在X方向和y方向出現差異。依此原理達到偏振保持恒定的效果。

十五 抗惡環境光纖

通信用光纖通常的工作環境溫度可在-40～+60℃之間，設計時也是以不受大量輻射線照射為前提的。相比之下，對于更低溫或更高溫以及能在遭受高壓或外力影響、曝曬輻射線的惡劣環境下，也能工作的光纖則稱作抗惡環境光纖（Hard Condition Resistant Fiber）。一般為了對光纖表面進行機械保護，多涂覆一層塑料。可是隨著溫度升高，塑料保護功能有所下降，致使使用溫度也有所限制。如果改用抗熱性塑料，如聚四氟乙稀（Teflon）等樹脂，即可工作在300℃環境。也有在石英玻璃表面涂覆鎳（Ni）和鋁（Al）等金屬的。這種光纖則稱為耐熱光纖（Heat Resistant Fiber）。另外，當光纖受到輻射線的照射時，光損耗會增加。這是因為石英玻璃遇到輻射線照射時，玻璃中會出現結構缺陷（也稱作色心：Colour Center），尤在0.4～0.7pm波長時損耗增大。防止辦法是改用摻雜OH或F素的石英玻璃，就能抑制因輻射線造成的損耗缺陷。這種光纖則稱作抗輻射光纖（Radiation Resistant Fiber），多用于核發電站的監測用光纖維鏡等。

十六 密封涂層光纖

為了保持光纖的機械強度和損耗的長時間穩定，而在玻璃表面涂裝碳化硅（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳（C）等無機材料，用來防止從外部來的水和氫的擴散所制造的光纖（HCFHermeticallyCoated Fiber）。目前，通用的是在化學氣相沉積（CVD）法生產過程中，用碳層高速堆積來實現充分密封效應。這種 碳涂覆光纖（CCF）能有效地截斷光纖與外界氫分子的侵入。據報道它在室溫的氫氣環境中可維持20年不增加損耗。當然，它在防止水分侵入，延緩機械強度的疲勞進程中，其疲勞系數（Fatigue Parameter）可達200以上。所以，HCF被應用于嚴酷環境中要求可靠性高的系統，例如海底光纜就是一例。

十七 碳涂層光纖

在石英光纖的表面涂敷碳膜的光纖，稱之碳涂層光纖（CCF：Carbon CoatedFiber）。其機理是利用碳素的致密膜層，使光纖表面與外界隔離，以改善光纖的機械疲勞損耗和氫分子的損耗增加。CCF是密封涂層光纖（HCF）的一種。

十八 金屬涂層光纖

金屬涂層光纖（Metal Coated Fiber）是在光纖的表面涂布Ni、Cu、Al等金屬層的光纖。也有再在金屬層外被覆塑料的，目的在于提高抗熱性和可供通電及焊接。它是抗惡環境性光纖之一，也可作為電子電路的部件用。 早期產品是在拉絲過程中，涂布熔解的金屬作成的。由于此法因被玻璃與金屬的膨脹系數差異太大，會增微小彎曲損耗，實用化率不高。近期，由于在玻璃光纖的表面采用低損耗的非電解鍍膜法的成功，使性能大有改善。

十九 摻稀土光纖

在光纖的纖芯中，摻雜如何（Er）、欽（Nd）、譜（Pr）等稀土族元素的光纖。1985年英國的索斯安普頓（Sourthampton）大學的佩思（Payne）等首先發現摻雜稀土元素的光纖（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振蕩和光放大的現象。于是，從此揭開了慘餌等光放大的面紗，現在已經實用的1.55pmEDFA就是利用摻餌的單模光纖，利用1.47pm的激光進行激勵，得到1.55pm光信號放大的。另外，摻錯的氟化物光纖放大器（PDFA）正在開發中。

二十 喇曼光纖

喇曼效應是指往某物質中射人頻率f的單色光時，在散射光中會出現頻率f之外的f±fR， f±2fR等頻率的散射光，對此現象稱喇曼效應。由于它是物質的分子運動與格子運動之間的能量交換所產生的。當物質吸收能量時，光的振動數變小，對此散射光稱斯托克斯（stokes）線。反之，從物質得到能量，而振動數變大的散射光，則稱反斯托克斯線。于是振動數的偏差FR，反映了能級，可顯示物質中固有的數值。 利用這種非線性媒體做成的光纖，稱作喇曼光纖（RF：Raman Fiber）。為了將光封閉在細小的纖芯中，進行長距離傳播，就會出現光與物質的相互作用效應，能使信號波形不畸變，實現長距離傳輸。 當輸入光增強時，就會獲得相干的感應散射光。應用感應喇曼散射光的設備有喇曼光纖激光器，可供作分光測量電源和光纖色散測試用電源。另外，感應喇曼散射，在光纖的長距離通信中，正在研討作為光放大器的應用。

二十一 偏心光纖

標準光纖的纖芯是設置在包層中心的，纖芯與包層的截面形狀為同心圓型。但因用途不同，也有將纖芯位置和纖芯形狀、包層形狀，作成不同狀態或將包層穿孔形成異型結構的。相對于標準光纖，稱這些光纖叫異型光纖。 偏心光纖（Excentric Core Fiber），它是異型光纖的一種。其纖芯設置在偏離中心且接近包層外線的偏心位置。由于纖芯靠近外表，部分光場會溢出包層傳播（稱此為漸消彼，Evanescent Wave）。利用這一現象，就可檢測有無附著物質以及折射率的變化。 偏心光纖（ECF）主要用作檢測物質的光纖敏感器。與光時域反射計（OTDR）的測試法組合一起，還可作分布敏感器用。

二十二 發光光纖

采用含有熒光物質制造的光纖。它是在受到輻射線、紫外線等光波照射時，產生的熒光一部分，可經光纖閉合進行傳輸的光纖。 發光光纖（Luminescent Fiber）可以用于檢測輻射線和紫外線，以及進行波長變換，或用作溫度敏感器、化學敏感器。在輻射線的檢測中也稱作閃光光纖（Scintillation Fiber）。 發光光纖從熒光材料和摻雜的角度上，正在開發著塑料光纖。

二十三 多芯光纖

通常的光纖是由一個纖芯區和圍繞它的包層區構成的。但多芯光纖（Multi Core Fiber）卻是一個共同的包層區中存在多個纖芯的。由于纖芯的相互接近程度，可有兩種功能。 其一是纖芯間隔大，即不產生光耦會的結構。這種光纖，由于能提高傳輸線路的單位面積的集成密度。在光通信中，可以作成具有多個纖芯的帶狀光纜，而在非通信領域，作為光纖傳像束，有將纖芯作成成千上萬個的。 其二是使纖芯之間的距離靠近，能產生光波耦合作用。利用此原理正在開發雙纖芯的敏感器或光回路器件。

二十四 空心光纖

將光纖作成空心，形成圓筒狀空間，用于光傳輸的光纖，稱作空心光纖（Hollow Fiber）。 空心光纖主要用于能量傳送，可供X射線、紫外線和遠紅外線光能傳輸。空心光纖結構有兩種：一是將玻璃作成圓筒狀，其纖芯與包層原理與階躍型相同。利用光在空氣與玻璃之間的全反射傳播。由于，光的大部分可在無損耗的空氣中傳播，具有一定距離的傳播功能。二是使圓筒內面的反射率接近1，以減少反射損耗。為了提高反射率，有在簡內設置電介質，使工作波長段損耗減少的。例如可以作到波長10.6pm損耗達幾dB/m的。

二十五 高分子光導纖維

按材質分,有無機光導纖維和高分子光導纖維，目前在工業上大量應用的是前者。無機光導纖維材料又分為單組分和多組分兩類。單組分即石英，主要原料為四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其純度要求銅、鐵、鈷、鎳、錳、鉻、釩等過渡金屬離子雜質含量低于10ppb。除此之外,OH-離子要求低于10ppb。石英纖維已被廣泛使用。多組分的原料較多，主要有二氧化硅、三氧化二硼、硝酸鈉、氧化鉈等。這種材料尚未普及。高分子光導纖維是以透明聚合物制得的光導纖維，由纖維芯材和包皮鞘材組成。芯材為高純度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽絲制得的纖維，外層為含氟聚合物或有機硅聚合物等。

高分子光導纖維的光損耗較高，1982年，日本電信電報公司利用氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽絲作芯材,光損耗率降低到20dB/km。但高分子光導纖維的特點是能制大尺寸，大數值孔徑的光導纖維，光源耦合效率高，撓曲性好，微彎曲不影響導光能力，配列、粘接容易，便于使用，成本低廉。但光損耗大，只能短距離應用。光損耗在10～100dB/km的光導纖維，可傳輸幾百米。

二十六 保偏光纖

保偏光纖：保偏光纖傳輸線偏振光，廣泛用于航天、航空、航海、工業制造技術及通信等國民經濟的各個領域。在以光學相干檢測為基礎的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變，提高相干信躁比，以實現對物理量的高精度測量。保偏光纖作為一種特種光纖，主要應用于光纖陀螺，光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統。由于光纖陀螺及光纖水聽器等可用于軍用慣導和聲吶，屬于高新科技產品，而保偏光纖又是其核心部件，因而保偏光纖一直被西方發達國家列入對我禁運的清單。保偏光纖在拉制過程中，由于光纖內部產生的結構缺陷會造成保偏性能的下降，即當線偏振光沿光纖的一個特征軸傳輸時，部分光信號會耦合進入另一個與之垂直的特征軸，最終造成出射偏振光信號偏振消光比的下降. 這種缺陷就是影響光纖內的雙折射效應. 保偏光纖中，雙折射效應越強，波長越短，保持傳輸光偏振態越好。

5、保偏產品系列丨5款保偏光纖產品簡介

保偏光纖應用日益擴大，特別是在干涉型傳感器等測量方面，利用保偏光纖的光無源器件起著非常重要的作用，種類也很多。

本文來介紹5款保偏光纖系列產品以及它們的性能，歡迎收藏轉發哦！

保偏光纖跳線-TLPMPC

保偏光纖跳線通常采用熊貓型保偏光纖，可選擇FC/PC或FC/APC光纖連接器。

可采用250um裸光纖、0.9mm松套管或3.0mm護套。

態路通信提供的保偏光纖特點是插入損耗低、消光比高、回波損耗高。慢軸或快軸可根據要求對準連接器定位鍵。

保偏光纖耦合器——TLPMC

保偏光纖耦合器是實現線偏振光耦合、分光以及復用的關鍵器件。

保偏光纖耦合器可以穩定地傳輸兩個正交的線偏振光，并能保持各自的偏振態不變，從而成為各種軍用干涉型傳感器、相干光通信、光纖陀螺以及光纖水聽器、光纖激光器、光纖放大器等所需的關鍵光學器件。

態路通信可以提供多種熔融拉錐保偏耦合器，主要有結構為1x2、2x2，波長為1310nm、1550nm以及1064nm的保偏耦合器。

態路通信提供的保偏耦合器具有低插入損耗，高消光比、高回波損耗等特性。耦合比，消光比等參數可以根據您的需求進行定制。

保偏光纖可調衰減器——TLPMVOA

保偏光纖可調衰減器是一種用于控制光信號通過的衰減的光學器件，通過調節可以精確地實現所需的衰減。

它可以用來精確地平衡光纖電路中的信號強度，或者在評估測量系統的動態范圍時，可以用來平衡光信號。

保偏光纖環形器——TLPMCIR

光纖環行器是一種多端口非互易光學器件，光只能沿一個方向傳播。

信號若從端口1輸入，則從端口2輸出；而信號從端口2輸入，則將從端口3輸出，其輸出損耗都很小。

光從端口2輸入時，從端口1輸出損耗很大，同樣光從端口3輸入時，從端口1，2中輸出損耗也很大。

態路通信可以提供3端口、4端口，不同波長的保偏光纖環行器，可應用于光纖激光器、分插復用器、雙向泵浦系統、色散補償裝置、光纖傳感、科學科研等領域。

保偏光纖隔離器——TLPMI

保偏光纖隔離器是采用保偏光纖制作的光隔離器，它是一種只允許單向光通過的無源光器件，其工作原理是基于法拉第旋轉的非互易性。

對于正向入射的信號光，通過起偏器后成為線偏振光，法拉弟旋磁介質與外磁場一起使信號光的偏振方向右旋45度，使其通過與起偏器成45度放置的檢偏器時損耗較低；對于反向光，出檢偏器的線偏振光經過放置介質時，偏轉方向也右旋轉45度，因此反向光的偏振方向與起偏器方向正交，完全阻斷了反射光的傳輸。

光隔離器常用于光纖通信系統和精密光學測量系統中。態路通信可提供1030nm、1064nm，1310nm ，1550nm波段的保偏光纖隔離器，具有低插入損耗，高隔離度，高回波損耗以及高消光比等特性。