崔 静，蔡志岗，王福娟，曹 源

(中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275)

作为构成光纤网络重要的组成部分,单模光纤耦合器是光纤测量技术、光纤传感器[1-2]、光纤接入系统等领域中的一种应用十分广泛的无源器件[3]。国内外普遍采用熔融拉锥法(FBT) 制作光纤耦合器，用这种方法制作的光纤耦合器，具有低成本、低损耗、易制作且高性能等特点。目前国内的研究范围主要集中在分光比[4]、制作工艺和相关光纤器件研究等方面[5-8]，而在光纤耦合器对光谱响应的研究较少，更没有较为符合实际情况的理论模型依据，这使得在研究和制作光纤耦合器存在一定的盲目性。

本文通过对熔融拉锥的理论分析，模拟实际的拉锥过程，提出了光纤耦合器对光谱响应特性的理论模型，并从实验中予以验证其合理性和实效性。这将大大减少目前实际器件研制中的盲目性，对未来更进一步的研究有一定的指导意义。

1 耦合器结构模型及偏振调制分析

熔融拉锥法是将除去涂覆层的光纤以一定的方式靠拢，在高温下熔融，并同时顺轴线向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥形式的特殊波导结构，从而实现耦合的一种制作方法。

图1为耦合器的结构模型，lb为融锥区长度，即为火焰宽度，l为拉伸长度，假设融锥前后体积不变，则光纤半径为[9]：

(1)

图1 耦合器的结构模型

由于拉伸的过程会使光纤的直径变小，在强耦合条件下，光纤纤芯的效应可以被忽略，认为绝大部分的功率将由光纤包层和周围的介质(一般为空气)所传导，形成了新的光波导结构。……