资源描述：
《光纤耦合器及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第6期光电技术应用Vol.21,No.62006年12月ELECTRO-OPTICTECHNOLOGYAPPLICATIONDecember.2006文章编号:1673-1255(2006)06-0037-05光纤耦合器及其应用黄天水,曹文华(五邑大学信息学院,广东江门529020)摘要:光纤耦合器是一种定向耦合器,是光纤通信系统中重要器件之一.虽然目前光纤耦合器的大部分应用还只涉及到它的线性特性,但是耦合器中的非线性效应自1982年起就开始研究,其中一个重要应用是全光开关.介绍了光纤耦合器的基本结构及工作原理,重
2、点对光纤耦合器进行了线性与非线性理论分析,具体介绍了几种光纤耦合器的应用实例.关键词:光纤耦合器;全光开关;非线性效应中图分类号:TN622文献标识码:AFiberCouplerandItsApplicationsHUANGTian2shui,CAOWen2hua(InformationSchoolofWuyiUniversity,Jiangmen529020,China)Abstract:Fibercouplerisadirectionalcouplerthatiscrucialcomponentforopticalfi
3、bercommunica2tionsystems.Althoughpresentapplicationsoffibercouplermostlyinterfereinlinearcharacteristics,itsnonlineareffecthasbeenalreadyinvestigatedsince1982.However,allopticalswitchingisveryimportantapplicationinitsnonlineareffect.Thebasicstructureandworkprincip
4、leoffibercouplerareintroduced.Theanalysisofitslinearandnonlineartheoryisdone.Severalcouplerapplicationsarepresentedfinally.Keywords:fibercoupler;allopticalswitching;nonlineareffect光纤耦合器也称光定向耦合器,是一种多根2根波导,把2根波导相互靠近放在一起,就做成了光纤之间或光源与光纤之间实现光功率定向传最简单的耦合器.同理做成的两芯的光纤耦合器是
5、输的一种无源器件.传输的光的能量大小往往决四端口器件(二输入和二输出端口),光由一个输入定耦合器的工作状态,当输入光能量较低时,光端口引入,根据能量的不同直接耦合进2个输出端纤耦合器处于线性工作状态;当输入光能量高到口或其中之一.光由某根光纤输入,再从同一根光一定程度后,光纤中将产生非线性效应,即工作纤输出,这根光纤叫直通臂,而另一根光纤称为交在非线性工作状态.全光开关是非线性光纤耦合叉臂.如图1所示.器的一个非常重要的应用实例,同时在目前也是热门的研究课题.本文将介绍光纤耦合器的线性与非线性理论及其在光开关与其他方面的应
6、用.1工作原理及理论描述图1光纤耦合器的基本结构自从Jensen在1982年发表了关于非线性定向[2][1]光纤耦合器的物理机制可以理解为:当耦合器的经典论文以来,人们对它的研究更加广一束光由光纤耦合器的一个纤芯入射时,因为不泛深入.如果用具有很大磁化系数的绝缘材料制成同的模式能量,2个纤芯中的光束,由于自相位收稿日期:2005-09-11作者简介:黄天水(19722),男,硕士研究生,研究方向为非线性光纤光学.38光电技术应用第21卷2调制(SPM)引起的相移也不同.结果,即使是对度,可表示为Lc=π/(2k).输出能量
7、P1=
8、A1
9、称的光纤耦合器因为非线性效应也表现出不对和P2=
10、A2
11、2,长度L处的能量为:称性.实际上,这种情况与非对称光纤耦合器中P2(kl)1(L)=P0cos的情况很类似.在非对称光纤耦合器中,不同的2(7)P2(L)=P0sin(kl)模传播常数引起2个纤芯间的相对相移.并阻碍2式中的P0≡A0为输入端口总能量.图2给出了了两者间全部能量的转移.耦合器2根纤芯的功率比作为归一化长度kz的考虑耦合效应、SPM效应和群速度色散变化曲线,实线表示P1/P0,虚线表示P2/P0.(GVD)效应后,光纤耦合器的理论模型由下
12、述归一化方程组描述:29u1s9u12i-2+
13、u1
14、u1+Ku2=0(1)9ζ29τ29u2s9u22i-2+
15、u2
16、u2+Ku1=0(2)9ζ29τ且s=sgn(β2)=±1,K=kLD,ζ=z/LD,τ=T/T)1/2)1/2图2对称耦合器中2根纤芯的功率比作为kz的函数的曲线0,u1=(γLDA
