优化可调光纤耦合器对位精度与设计方法

本文主要探讨了可调抛光型光纤耦合器的对位公差及其在设计中的关键因素。随着光纤通信和传感系统的发展，抛光型光纤耦合器的应用越来越广泛，但其分割比对温度的敏感性限制了其性能。M.J.F.Digon首先提出了横向位移型可调抛光光纤耦合器，这种器件能够克服固定抛光型耦合器对温度的依赖，并允许任意调节分割比，具有显著优势。 然而，这类器件需要极高的横向位移精度，这对于实际应用来说是一项挑战。文章的核心贡献在于理论分析，指出当可调抛光型光纤耦合器的上石英基块发生纵向位移和立体交角调谐时，其机械传动精度的需求相比横向位移大大降低，这意味着在设计上可以放宽对位精度的要求，降低了研制难度并降低了器件成本。 作者引用了Vancloos提出的HE11模耦合系数严格解，以及光纤耦合臂输出功率的表达式，这些理论基础为研究和设计提供了数学支持。在实际应用中，由于光纤在石英基块槽中的弯曲，虽然耦合段长度需要修正，但整体的耦合原理仍然适用。 本文的研究结果对于优化可调抛光型光纤耦合器的设计至关重要，不仅提高了器件的实用性和经济性，也为其他相关研究提供了有价值的参考。通过对位公差的精确控制，可以在保持性能的同时简化工艺流程，推动光纤技术的进一步发展。