In diesem technischen Artikel wird beschrieben, wie ein geschmolzener optischer Faserkoppler funktioniert und wie er hergestellt wird.
Ein Schmelzkoppler besteht im Wesentlichen aus zwei parallelen optischen Fasern, die verdrillt, gedehnt und miteinander verschmolzen wurden, sodass ihre Kerne sehr nahe beieinander liegen. Dies bildet einen Kopplungsbereich, wie in Abbildung 1 unten gezeigt. Die Länge dieses Kopplungsbereichs L bestimmt das Kopplungsverhältnis von einer Faser zur anderen. Während des Herstellungsprozesses wird Licht in einen Eingangsport P eingekoppelt, und die Ausgangsleistung von jedem Ausgangsport wird sorgfältig überwacht. Wenn das gewünschte Kopplungsverhältnis erreicht ist, wird der vollautomatische Herstellungsprozess gestoppt. Der resultierende Koppler ist im Wesentlichen eine Faser mit zwei Kernen, die sehr nahe beieinander liegen. Dieser Prozess ist als Fused Biconical Taper (FBT)-Prozess bekannt.
Das Intensitätsprofil des Lichts, das eine Singlemode-Faser hinunterläuft, ist im Wesentlichen gaußförmig; das heißt, die Intensität ist in der Mitte am größten und nimmt ab, wenn man sich der Kern/Mantel-Grenzfläche nähert. Die hinteren Enden des Gaußschen Profils erstrecken sich leicht durch den Kern und in den Mantel. Dieser Schwanz wird als evaneszente Welle bezeichnet. Abbildung 2 zeigt den Querschnitt einer Lichtwelle in einer optischen Faser. Die vertikalen gestrichelten Linien repräsentieren die Faserkern/Mantel-Grenze. Die roten Schwänze sind die abklingende Welle.
Bei einem standardmäßigen 50/50-2x2-Koppler ist die Idee, die Startrichtung umzukehren, sofort klar. Der Prozess ist vollständig bidirektional. Verwirrung entsteht jedoch manchmal, wenn ein 1x2-Koppler präsentiert wird. Die scheinbare Unsymmetrie des Geräts erweckt den falschen Eindruck, dass das Gerät irgendwie anders funktioniert. Fortsetzung des letzten (1x2) Beispiels, was passiert, wenn Licht in einen der beiden „Ausgangs“-Ports eingestrahlt wird; das heißt, Ports 2 oder 3? Tritt 100 % des Lichts an Port 1 aus? Natürlich nicht. Light „will“ auch noch aus Port 4 heraus. Wenn wir also 1 mW betrachten, das in Port 2 eingespeist wird, haben wir nur 0,5 mW, das von Port 1 ausgeht. Oder, wenn wir 1 mW in Port 2 und 2 mW in Port 3 einspeisen, haben wir 1,5 mW, das von Port 1 ausgeht. Wir Sie müssen nur erkennen, dass ein 1x2-Koppler nur ein 2x2-Koppler ist, bei dem eine Faser kurz geschnitten ist. gequetscht (um die Rückreflexion von der Endfacette zu reduzieren) und im Gehäuse des Kopplers versteckt. In diesem Fall können wir sehen, wie das Verständnis, wie ein geschmolzener Glasfaserkoppler hergestellt wird und wie er funktioniert, uns hilft, zu verstehen, wie dieser umgekehrte Prozess funktioniert.