光纖耦合器是一種定向耦合器，是光纖通信系統(tǒng)中重要器件之一。雖然目前光纖耦合器的大部分應(yīng)用還只涉及到它的線性特性，但是耦合器中的非線性效應(yīng)自1982年起就開始研究，其中一個(gè)重要應(yīng)用是全光開關(guān)。

　　可調(diào)諧式光纖耦合器適用于要求改變耦合功率的光纖光路上。 本文介紹這種耦合器的計(jì)算方法和制作方法。 本計(jì)算方法基于弱波導(dǎo)場(chǎng)、 耦合波理 論。 對(duì)于不同尺寸及折射率的光纖可以按這一方法算得耦合系數(shù)和耦合功率值

　　藕合器的計(jì)算

　　當(dāng)光線在光纖內(nèi)芯里傳播時(shí)， 在內(nèi)芯和外層分 界面上作全反射時(shí)有相位差。 按照Goos-Hanchen位移理論可以解釋為：全反射時(shí)， 反射光并不是立即發(fā)生在人射點(diǎn)上， 而是先射出分界面， 進(jìn)入外層，然后再轉(zhuǎn)回來， 沿反射方向走去光在滲漏出去時(shí)走的路程即相應(yīng)的光程 除以波長(zhǎng)， 就是全反射時(shí)的相位差。 由圖1可看出，單模光纖中光線電矢量的幅度分布呈高斯型， 在壁面上電矢量并不是零， 而是繼續(xù)按指數(shù)衰減規(guī)律延伸到外層， 形成消逝場(chǎng)。如果把另一根光纖放在鄰近 的地方， 這另一根光纖就可以從消逝場(chǎng)中感生出電場(chǎng)。 或者說， 由于耦合效應(yīng)， 可 由一個(gè)波場(chǎng)感生出另一個(gè)波場(chǎng)。 但是，耦合效應(yīng)只有在滿足相位匹配的條件下才能發(fā)生。 根據(jù)電磁波理論得出的感生電場(chǎng)或耦合電場(chǎng)的耦合系數(shù)是

　　現(xiàn)在討論光線在內(nèi)芯邊界全反射時(shí)， 芯和外層之 間折射率羞很小時(shí)的情況。 令相對(duì)折肘率差為 △

　　為 了避免繁瑣的計(jì)算， 對(duì)于兩個(gè)同向禍合波即滿足相位同步的導(dǎo)模， 如HE11模， 可利用文獻(xiàn)〔1〕的圖3及公式（22）確定β， 代入上式得到 u， v。藕合系數(shù)c可以用

　　為了提高耦合效應(yīng)， 防止空氣滲人， 要在兩光纖之間的界面上涂以折射率接近外層的匹配液。從光纖1到光纖2的耦合功率比為

　　P2/P1=sin2（cL）Σ （13）

　　式中， L是耦合長(zhǎng)度。 耦合系數(shù)c是隨幾何參數(shù)而變的， 所以：