光纤通信中的全光器件研究

　　总之，光器件作为光纤通信设备的重要组成部分，也是光纤传感和其它光纤应用领域不可缺少的器件，因此，其重要性变得日益突出。世界上许多的研究机构和光通信公司都投入巨大的人力和物力开发光器件并建立相关的产业，这必将推动如OXC、OADM及光纤监视管理系统等设备的广泛应用，实现高效率、高弹性的全光网将不再是遥远的梦想。国际标准化组织已经或正在制定光器件的各种技术标准，因此，努力研制和开发新的光器件也是我国光通信产业发展的重点。

　　2.光纤熔锥器件

　　熔锥型光纤器件是全光器件中最具代表性的也是构成其它器件的一种基础器件，在光纤通信中得到了广泛的使用，这是因为它具有以下特点：(1)极低的附加损耗。目前，利用熔锥法制作的标准X(或Y)型耦合器的附加损耗已低于0.05dB，这是其他方法所难以达到的。(2)方向性好。这类器件的方向性指标一般都超过60dB，保证了传输信号的定向性，并极大地减少了线路之间的串扰。(3)良好的环境稳定性。在经过适当保护后，受环境条件的影响可以限制到很小的程度。(4)控制方法简单、灵活。可以方便地改变器件的性能参数。(5)制作成本低廉、适于批量生产。

　　自1985年起，许多专家利用熔锥拉锥法对两根单模光纤进行处理，使一根光纤内的一部分光耦合到另一根光纤中来实现特定分光比，成为光纤熔锥耦合器。熔锥型耦合器是先将两根光纤稍微扭绞一下，然后加热，最后拉细成型。在加热时，几种热源均可采用，其中包括微型加热器，不过火焰喷灯看来是最好的。在实际的操作过程中，要对耦合比进行监控，并通过控制拉丝过程来进行调节。由于熔合区的纤芯的面积已经小到了无法维持各自导模的程度，因而熔融区（耦合腰）就成为一个新的合成波导，信号也就被耦合成这一波导的两个基模（也称最低次模）——对称模和不对称模，这两个模（与纤芯模式不同）之间的涨落导致了能量的转移，由于耦合腰周围外部介质的折射率会影响相互作用模的相对相速度，因而也会影响耦合比。此外，熔锥型耦合器的光学特性对熔合区的横截面的形状是高度敏感的，特别是当采用哑铃形的熔合区横截面时，就可以显著减小对折射率的依赖，而对于相同面积的矩形或椭圆截面则正好相反。在加工过程中，通过调整光纤的熔合程度就可以控制截面的形状，从而也就控制了器件的温度灵敏度。