光纤分路器——FBT耦合器与PLC平面波导分路器

Flyin飛宇集團2018-01-26 10:27

光纤分路器——FBT耦合器与PLC平面波导分路器

光分路器又称分光器,是光纤链路中重要的无源器件之一,具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件。光分路器按分光原理可以分为熔融拉锥型(FBT Coupler)和平面波导型(PLC 分路器)两种。

1. 原理/概况

与同轴电缆传输系统一样,光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配,这就需要光分路器来实现。光纤耦合器(Coupler)又称分歧器(Splitter),是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件,属於光被动元件领域。

熔融拉锥型和平面波导型(PLC型)这两种型式的分光原理类似,它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合(耦合度,耦合长度)以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量,反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。

光分路器常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。从端口形式可以划分:包括X形(2x2)耦合器、Y形(1x2)耦合器、星形(NxN,N>2)耦合器以及树形(1xN,N>2)耦合器等;按分光比可分为:均分器件和非均分器件。

2. 熔融拉锥型(FBT Coupler)

熔融拉锥型光分路器就是将两根(或两根以上)除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰,在高温加热下熔融,同时向两侧拉伸,最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构, 通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度,得到不同的分光比例,最后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内,这就是光分路器。

光纤分路器——FBT耦合器与PLC平面波导分路器

封装尺寸:注:1×4以上只能做盒式,拉锥最多只能1×4,3×3只能是拉单窗。1×3双窗也只能做盒式。

钢管式:

1×2  :¢3×54mm ¢ 3×60mm

1×3-1×4 : ¢ 4×65mm

盒式:

1×2 :90×20×10mm

1×3-1×8  :  100×80×10mm

1×9-1×16:120×80×18mm

1×17-1×48 :  140×115×18mm

光纤分路器——FBT耦合器与PLC平面波导分路器

3. 平面波导型(PLC Splitter)

PLC是Planar Lightwave Circuit 的英文缩写,即平面光波导。PLC分路器采用半导体工艺(光刻、腐蚀、显影等技术)制作。光波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集成在芯片上,也就是在一只芯片上实现1XN分路;然后,在芯片两端分别耦合输入端以及输出端的多通道光纤阵列(fiber array)并进行封装。

光纤分路器——FBT耦合器与PLC平面波导分路器

PLC产品组成的三部分:输入FA、芯片、输出FA。

1.1 FA的结构包括:盖板、基板、光纤、软胶区、硬胶区,如上图。

软胶区:用于固定光纤于FA的盖板和底板,同时防护光纤受损。

硬胶区:固定FA的盖板、底板和V型槽内的光纤。

光纤分路器——FBT耦合器与PLC平面波导分路器

如图一:V型槽是位于FA基板上均匀分布的、用于放置和固定裸光纤的V状槽; V型槽按照通道数可分为2ch、4ch、8ch、16ch、32ch等;按照波导间距大小可分为127um和250um两种。

1.2 PLC分路器芯片采用半导体工艺(光刻、腐蚀、显影等技术)制作。光波导阵列位于芯片的上表面,分路功能集成在芯片上,也就是在一只芯片上实现分路,一般而言,每个节点的分光比为50:50,然后,在芯片两端分别耦合输入端以及出端的多通道光纤阵列并进行封装波导的光路。

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