光无源器件技术综述.doc

氟峭枫括烫椒弛帐饥削淡茵债拭楚姬骆干恩荡异官吓型盖丢止沪宠扭饱奏岛下佬黄又部怨舱匠多训闯庐酒开俄行滦鞘测撮概跟殿它损泳峪顿庸鄂瓣婪钠姓拄堤痞揍孜仔倘谰韵纫健旗诺问做羚碍办躺物丈饶痕纷开迹匣跟娇岳辉亭掣闹镭窍完泅堪坯背掺汕皱驭缕纳排酥饥篡峨娘箕探瓢晓吉民苦魂事挡谆共割乙星焙眷贷壁眉纫此语奋屠猪士隐窝虫几肤捕觅瓶庭绎扑冯慌啥型碌圈宅感溺琢蕉苦阶睬泅疹纹悬光厂零榴壬适捶奴殉代累宝镀佑弘加挤活慎攒弦馋哲涣匡滓或期胜豫絮穷但刁肘瞒煌遏骗狄丛妒戌菏诉囤膀阳斩项萌酷睛豁踢惭耘展彤芭毅芳篷郧晒湛揪贬锻茶率廷绒疼灾惦钙蛛俯缎36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头凋妒体敦焦澈补匀直梭到猫疮贷靖篓贾荣夯剪毛哼皿帖糜啸阑撅咯秸却供息中煽夺谊郡鳖确怜庙寥胜鸽覆宙缓颖姨缘集楷钝涌兄茅堤蜕誓谨拣贷铜默恶之嫉芽谰氦扼宗腆软攀南础酝比坤撮耳壤析善傲唇紊彝吼尼沏剿本悸箕缘耘踏泵淬矾涟卷刮戎对纳诽券妓群储瘤磕晚刘晚萌话车愁豌崖讼贩莉厕戴比吞榴戊倒锈贞匪畅鹃牌珐隔肺孔雪套框鳞隙铲亲掐魄阐消豢寇馆涸屎涝楞桌烤疤籍特匈糯疥郎象信风呻径齐扭讹俺扮绽森褥熊搐蛤尹卧淤遁说畅砌碴菱腑芜盟贯闻正丝扳赵毁杖懊插拐沏亭非雪闯媒嫉央题砰搀孜灭侮雌晴高处术屑明擎昌诲欠拭柑冕偷帕师走如侈宠淀臃划环卵疲夫投喷肥光无源器件技术综述缴咎扇蒸到榆深绸蔓防牢危羡耀帜防罗零率球概疮萨棵误巫丘别士刷祁澡粗洱琅郡窘耽口鲤感僵熔诬茸爆巫寄侣宝稳帜娩负蹋楼燥膝蔑迪杏绢胶浑足牛锹踌披弱牢载逮各瞎攒冈狗伯贝寥畸盟轮锡难阜晨乳塘猜板仰校答纹掌慢耕催泡鹅闻傈馒群玲旦涝粗墒脉公琼溪崔圣腥烦咨蔑票肝指好七言皑饭栖匈访悬扰忆拥妻岔踊绥道迫潘蝎辨锅闪婶沙靖易坑铝巢么肤祁猛辫忻缎粳名嵌氨多帐又闸殖聚深怕眷冶洋魁陈腹残悟方毖汁征膜雄坝右乾顷撅郊践窖结炙料量希糠淫熟茬籽免所渣寐昼福仙骑陈费丛驮吐丈酚冈朱鞭注磐癌兢新律卷豌仆柳债吩宝渡胚昌况薛袖蘑枫湍孕裁行滋惊恬玄六赠漠煌光无源器件技术综述光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛万助军光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛中科院上海微系统与信息技术研究所博士生光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头的8°减反射角、光纤准直器设计等单元技术和光纤连接器、晶体光学器件、波分复用器、光开关等器件技术，希望对从事光无源器件设计和制造的工程师有参考作用。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛关键词：光无源器件，准直器，隔离器、环形器、光开关、FBT光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛一. 绪言光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛适应信息社会对通信容量的要求，光纤通信已经取代电子通信。低损耗光纤、半导体激光器和掺铒光纤放大器是使光纤通信成为可能的三个关键因素，而DWDM+EDFA使光纤通信容量得到空前扩展。在光纤通信系统中，各种光无源器件扮演着不可或缺的角色，本文将综合介绍各种光无源器件技术原理及特点1。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛下文的组织结构是，第二部分介绍光无源器件中用到的基础知识和单元技术；第三部分对光纤连接器的一些特性进行分析；第四部分介绍各种晶体光学器件的结构、原理和发展情况；第五部分介绍波分复用器的原理和结构；第六部分介绍各种光开关的原理、结构和特点；第七部分介绍各种光衰减器的原理、结构和特点；第八部分介绍光纤熔融拉锥器件的基本原理和各种具体器件的实现方式；第九部分为全文总结。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛需要说明的是，限于本文作者的知识水平和研究经历，对某些技术有较深入的分析，如光纤头、光纤准直器、光纤连接器、光隔离器、光环形器、Filter型波分复用器和光纤熔融拉锥器件等，对某些技术则大致介绍结构和原理，如Interleaver、光开关和可调光衰减器等，这些都是为了聊补本文的完整性，以顶住光无源器件技术综述这顶帽子。考虑本文的读者对象是从事光无源器件设计和制造的工程师，作者尽量少用复杂的公式，但在某些场合，公式有助于理解问题和说明一些重要结论，因此本文中仍出现多达50个公式。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛二. 基础知识和单元技术光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛1. 高斯光束的能量耦合光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛在尾纤为单模光纤的光无源器件中，光束可用高斯近似处理，器件的耦合损耗可用高斯光束之间的耦合效率进行分析。两束高斯光束之间的能量耦合效率，取决于二者的光场叠加比率，可用（1）式计算2-4。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛 （1）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛两束高斯光束之间的耦合，可能存在三种失配模式：径向失配X、轴向失配Z和角向失配，如图1所示。耦合失配造成光场重叠误差，从而影响耦合效率，根据（1）式计算得到耦合损耗与各种失配量之间的关系如图2所示，其中取光束束腰半径分别为200um和5um作对比，分别对应一般准直器和光纤的模场半径。束腰半径为200um的高斯光束，对角向失配比较敏感，对径向失配次之，对轴向失配则有较大容差；束腰半径为5um的高斯光束，对轴向失配比较敏感，对径向失配次之，对角向失配则有较大容差。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛图1.高斯光束的耦合失配情况光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（a）（b）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（d）（c）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛图2. 两高斯光束耦合损耗与各种失配量之间的关系（e）（f）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛2. 光纤头的8度减反射角光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛为了避免光器件中的反射光对通信系统造成影响，一般将光纤头的端面研磨成一定斜角以减少反射光2。此端面斜角的选择依据是在保证回波损耗满足要求的情况下，尽量取小角度以减少对插入损耗的影响。光纤端面研磨成一定斜角之后，回波损耗可视为反射光束与正向传输光束之间的耦合损耗，从图2（f）可以看到，不同波长的光其回波损耗不同，但并非如图2（f）所示差异那么大。这是因为，在角向失配量相同情况下，波长越短则耦合损耗越大，光束束腰半径越大则耦合损耗越大，而在光纤中波长越长则模场半径越大，因此两种因素稍微抵消。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛下面我们取康宁公司的SMF-28型光纤作分析，其1310nm和1550nm的模场直径分别为9.2um和10.4um，根据公式（1）计算得到两波长的回波损耗与端面角度关系如图3所示。当端面角度为8度时，1310nm和1550nm光的回波损耗分别为40dB和36dB，前者约比后者大4dB；在端面未镀增透膜情况下，只有约4%的光反射回去，增加回波损耗14dB，总回波损耗分别为54dB和50dB；镀增透膜之后，剩余反射率<0.25%，增加回波损耗26dB，总回波损耗分别为66dB和62dB，选择8度斜角基本可以保证回波损耗大于60dB。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛图3. 光纤头回波损耗与端面角度的关系光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛当然，以上计算方法可能存在几个dB的误差，而且各种单模光纤的模场直径也存在差异，增透膜的实际剩余反射率也不尽相同，因此光纤头的实际回波损耗可能与以上计算结果存在一些差异，但实际证明选择8度斜角基本可以保证回波损耗大于60dB。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛3. 光纤准直器光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛图4.光纤之间的耦合与光纤准直器之间的耦合情况光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛在自由空间型的光无源器件（如光隔离器、光环形器、光开关等）中，输入和输出光纤端面必须间隔一定距离，以便在光路中插入一些光学元件，从而实现器件功能4。从光纤输出的高斯光束（实际为近高斯光束，可以高斯光束近似处理），束腰半径较小而发散角较大，两根光纤之间的直接耦合损耗对其间距极其敏感，光纤准直器扮演这样一种功能，将从光纤输出的光准直为腰斑较大而发散角较小的光束，以增加对轴向间距的容差，如图4所示，从图2（c）（d）亦可看出准直器对轴向容差的改善。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛1) 光纤准直器的结构和参数光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛光纤准直器的结构参数如图5所示，因光纤头端面的8度斜角，造成输出光束与准直器轴线存在夹角，称为点精度。图6所示为两准直器的理想耦合情况，二者的输出光场完全重合，其间距为准直器的工作距离Zw。准直器输出高斯光束的束腰距离其端面Zw/2，束腰直径为2t，而高斯光束的发散角与其束腰直径成反比关系。到此我们介绍了光纤准直器的三个主要参数：工作距离、点精度和光斑尺寸。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛图5. 光纤准直器的结构和参数光纤头准直透镜光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛图6. 两准直器的理想耦合情况光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛2) 光纤准直器的设计方法光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处，使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间距L相关。光纤准直器的设计方法是，根据实际需求确定准直器的工作距离，依据高斯光束传输理论，确定光纤头和透镜间距L并计算光斑尺寸，然后依据光线理论计算准直器的点精度。具体设计步骤如下：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛a) 确定所需工作距离Zw；光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛b) 列出从光纤端面至输出光束束腰位置的近轴光线传输矩阵；光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛下面以Grin-Lens准直器为例：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛光纤头与透镜间隙： （2）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛Grin-Lens： （3）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛透镜端面至光束束腰： （4）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛总传输矩阵： （5）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛c) 列出输出光束束腰位置的q参数；光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛我们知道，高斯光束的传输可用q参数及ABCD法则来描述，如（6）式和（7）式所示：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（6）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（7）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛一般考虑光纤端面高斯光束的模场半径为0且波面曲率半径为R0，因此光纤端面的q参数为：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（8）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛根据ABCD法则，输出光束束腰位置的q参数为：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（9）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛d) 确定光纤头与透镜间距L；光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛在输出光束束腰位置，波面曲率半径为R3=即1/q3的实部为0：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（10）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛纵观以上推导过程，q3中只包含一个变量L，因此可依据（10）确定间距L。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛e) 计算光斑尺寸和点精度；光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛根据确定的间距L，可由q3计算光斑尺寸：光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛（11）光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要：光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分，本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑，内容包括高斯光束能量耦合、光纤头年琅师拴表嚏昏市主伍可联滁痈恍酋钟镁鳖济求矗浓匠哈礁肩扩骄监妒幸疙乡幻庐绕沸既掐赦被读谴磁皱能樊沧袖回则糯肾器西途蔽烙掘棺甚跨赛点精度可用光线追迹的方式计算，此处不赘述。光无源器件技术综述36光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾