융합 광섬유 커플러는 무엇입니까

Fused fiber optic coupler는 FBT(Fused Biconical Taper) 기술을 기반으로 형성된 광섬유 커플러의 일종입니다. 따라서 FBT 커플러라고도 합니다. 광섬유 통신 시스템의 중요한 수동 구성 요소로서 융합 광섬유 커플러의 수행 기능에는 수동 네트워크에서의 광 분기 및 분할, 파장 다중화/역 다중화, 필터링, 편광 선택적 분할 및 파장 독립 분할이 포함됩니다.

FBT(Fused Biconical Taper) 공정

융합 광섬유 커플러는 두 개의 독립적인 광섬유로 구성된 구조입니다. 이 2개의 병렬 광섬유는 함께 꼬이고, 늘어나며 융합되어 결합이 실질적으로 클래딩 모드 사이의 상호 작용을 통해 발생합니다. 작동 중에 출력 포트의 전원 출력 값이 모니터링되고 원하는 결합 비율에서 프로세스를 중지할 수 있습니다(그림 1). 이 프로세스는 FBT(Fused Biconical Taper) 프로세스로 알려져 있습니다. 융합된 바이코니컬 테이퍼는 광섬유 커플러에서 가장 널리 사용되는 방법으로 낮은 초과 손실, 정확한 결합 비율, 우수한 일관성 및 안정성의 많은 장점을 가지고 있습니다.

그림 1. Fused Biconical Taper 공정

융합된 광섬유 커플러는 어떻게 작동합니까?

FBT 커플러의 작동 원리에 대해 이야기하기 전에 먼저 소멸파를 이해합니다. 에바네센트 파동은 파동이 형성된 경계로부터의 거리의 함수로서 흡수 없이 기하급수적으로 감쇠하는 강도를 갖는 근거리장 파동입니다(그림 2. 빨간색 꼬리는 에바네센트 파동입니다). FBT 공정에서 두 개의 동일한 병렬 광섬유의 코어는 서로 너무 가까워서 소멸파가 하나의 광섬유 코어에서 에너지 교환을 허용하는 다른 코어로 "누설"될 수 있습니다. FBT 커플러는 광섬유 코어 사이의 에너지 전달의 결과로 작동하며 에너지 전달은 코어 분리(d)와 상호 작용 길이(L)에 따라 달라집니다. 연결 길이가 충분히 길면 에너지가 한 코어에서 다른 코어로 완전히 전달될 수 있음을 쉽게 알 수 있습니다. 길이가 여전히 더 길면 프로세스가 계속되어 에너지를 원래 코어로 다시 이동시킵니다.

그림 2. 광섬유 아래로 전파되는 빛. 빨간색 영역은 소멸파를 나타냅니다.

예를 들어, 여기 2×2 50/50 커플러가 있습니다(그림 3.). 포트 1에 1mW를, 포트 4에 1mW를 공급한다고 가정합니다. 분명히 각 출력 포트에서 1mW를 측정하고 각 입력 포트에서 빛을 측정합니다. 두 개의 동일한 부분으로 나뉩니다. 즉, 포트 1에 1mW를, 포트 4에 2mW를 시작하면 각 경로가 다시 두 개의 동일한 부분으로 분할되므로 이제 각 출력 포트에서 1.5mW가 됩니다(포트 1에서 0.5mW 기여 및 1mW 기여). 포트 4에서). 마찬가지로 1x2 커플러이고 포트 1로 2mW를 시작하면 포트 2와 3에서 1mW로 끝납니다.

그림 3. 1×2 또는 2×2 50/50 커플러

우리가 알고 있듯이 광섬유 커플러는 양방향 결합을 허용하며 신호를 분할하거나 결합하는 데 사용할 수 있습니다. 이것이 우리가 "양방향성"이라고 부르는 것입니다. 위의 예를 통해 2×2 표준 커플러에서 발사 방향을 반대로 하는 아이디어를 얻을 수 있습니다. 실제로 프로세스는 완전히 양방향입니다. 그러나 1×2 커플러가 제시될 때 때때로 혼란이 발생합니다. 장치의 명백한 비대칭은 장치가 어떻게든 다르게 작동한다는 잘못된 인상을 만듭니다. 1×2 커플러에서 빛이 두 개의 "출력" 포트(예: 위의 포트 2 또는 3) 중 하나로 발사되면 어떻게 됩니까? 빛의 100%가 포트 1에서 나오나요? 답이 아니라는 말씀을 드려 정말 죄송합니다. Light는 여전히 포트 4에서 나가기를 "원합니다". 따라서 포트 2로 1mW가 시작되었다고 생각하면 포트 1에서 나가는 0.5mW만 있을 것입니다. 또는 포트 2로 1mW를 시작하고 포트 3으로 2mW를 시작하면 포트 1에서 나가는 1.5mW가 있습니다. 이유 ? 1×2 커플러는 2×2 커플러에 불과하기 때문에 하나의 섬유가 짧게 절단되고 뭉개져(끝 면에서 후방 반사를 줄이기 위해) 커플러 하우징 내부에 집어넣어집니다. 이 경우 융합된 광섬유 커플러가 어떻게 작동하는지 쉽게 이해할 수 있습니다.

융합 광섬유 커플러의 유형

융합된 광섬유 커플러는 창 유형 또는 섬유 유형에 따라 선택해야 합니다. 사용되는 포트 유형에 관계없이 광섬유 커플러는 단일 창, 이중 창 또는 심지어 3개 창(광대역)용으로 설계할 수 있습니다.

     단일 창 커플러는 좁은 파장 창을 가진 단일 파장용으로 설계되었습니다.
     이중 창 커플러는 각각에 대해 넓은 파장 창을 가진 두 개의 파장용으로 설계되었습니다.
     3개의 창 커플러는 더 넓은 파장 창을 가진 단일 파장용으로 설계되었습니다.

또한 광섬유의 종류에 따라 1×2, 1×3, 1×4, 1×5, 1×6, 1×8, 1×12, 1×16, 1×18, 1×20의 커플러가 있다. , 단일 모드 또는 다중 모드 광섬유가 있는 1×24, 2×2, 2×4 구성.

융합 광섬유 커플러의 응용

광섬유 통신 시스템의 중요한 수동 구성 요소로서 FBT 커플러의 광범위한 적용이 있습니다. 또한 FBT 커플러는 크기가 작다는 이점 때문에 개별적으로 사용하거나 광섬유 보호 스위칭, MUX/DMUX, 광 채널 모니터링 및 추가/드롭 멀티플렉싱 애플리케이션을 위한 모듈에 통합할 수 있습니다.

     FTTX(FTTP, FTTH, FTTN, FTTC)
     PON(수동 광 네트워크)
     근거리 통신망(LAN)
     CATV 시스템
     증폭, 모니터링 시스템
     테스트 장비