摘要：光纤单模耦合器（Single - mode Fiber Coupler）是光纤通信系统中用于实现光信号分配、合路或不同光路连接的关键无源器件，它在单模光纤网络中发挥着重要作用。以下为你详细介绍：

光纤单模耦合器（Single - mode Fiber Coupler）是光纤通信系统中用于实现光信号分配、合路或不同光路连接的关键无源器件，它在单模光纤网络中发挥着重要作用。以下为你详细介绍：

定义与原理

光纤单模耦合器是一种将一根或多根光纤中的光信号按照一定比例分配到另外一根或多根光纤中，或者将多根光纤中的光信号合并到一根光纤中的光学器件。其工作原理基于光纤的光传导特性和光学耦合效应。在单模光纤中，光信号以基模（LP₀₁模）的形式传播，耦合器通过特殊的结构（如熔融拉锥、光波导等）使光场在不同光纤之间发生耦合，实现光功率的分配或合成。

结构与类型

熔融拉锥型

结构：将两根或多根单模光纤并排放在一起，在高温下加热并拉伸，使光纤的局部区域熔融并逐渐变细，形成一个双锥体结构。在这个双锥体区域，光纤的包层变薄，光场发生相互作用，从而实现光信号的耦合。

特点：具有插入损耗低、分光比均匀、方向性好等优点，是目前应用最为广泛的一种单模耦合器类型。但这种类型的耦合器制作工艺对环境和设备要求较高，一致性较难控制。

光波导型

结构：利用光刻、蚀刻等半导体工艺在介质材料（如硅基材料）上制作光波导结构，通过光波导的分支和耦合结构实现光信号的分配或合成。光波导型耦合器通常集成度高，可以在较小的芯片面积上实现多个通道的光信号处理。

特点：具有体积小、可靠性高、易于与其他光电器件集成等优点，适合大规模光通信系统和光集成应用。不过，其制作工艺复杂，成本相对较高。

技术参数

插入损耗（Insertion Loss）：衡量光信号通过耦合器后功率的衰减程度，单位为分贝（dB）。插入损耗越低，说明耦合器对光信号的传输影响越小，

分光比（Split Ratio）：表示耦合器将输入光信号分配到各个输出端口的功率比例。例如，一个 1:4 的分光器，表示将输入光功率平均分配到 4 个输出端口，每个输出端口得到的光功率是输入光功率的 1/4。分光比可以根据实际需求进行定制，常见的有 1:2、1:4、1:8、1:16 等。

回波损耗（Return Loss）：反映耦合器端口反射光功率与输入光功率之比，单位也是分贝（dB）。回波损耗越高，说明端口反射光越少，对光信号的反射影响越小，一般要求单模耦合器的回波损耗大于 40dB。回波损耗大可以减少反射光对光源和其他光电器件的影响，提高系统的稳定性。

方向性（Directivity）：描述耦合器对反向传输光信号的隔离能力，即正向传输光信号与反向传输光信号功率之比，单位为 dB。方向性越高，说明耦合器对反向光信号的抑制能力越强，一般单模耦合器的方向性大于 30dB。

应用场景

光纤到户（FTTH）网络：在 FTTH 网络中，单模耦合器用于将从中心局传输过来的光信号分配到各个用户家中。例如，一个 1:N 的分光器可以将一路光信号分成 N 路，通过光纤分别连接到不同用户的光网络终端（ONT）设备，实现多个用户共享一条主干光纤，大大降低了建设成本。

数据中心内部光网络：数据中心内服务器之间以及服务器与存储设备、网络设备之间需要高速、可靠的光通信连接。单模耦合器可以用于构建光交换网络，实现光信号的分配和路由，将不同设备的光信号进行有效的整合和传输，满足数据中心对海量数据快速处理和交换的需求。

长途光纤通信干线：在长途光纤通信干线中，单模耦合器用于光信号的合路和分路。例如，在波分复用（WDM）系统中，通过耦合器将不同波长的光信号合并到一根光纤中进行传输，到达接收端后再通过解复用器（也是一种耦合器）将不同波长的光信号分离出来，实现一根光纤同时传输多个不同波长的光信号，大大提高了光纤的传输容量。

光纤传感系统：在光纤传感系统中，单模耦合器用于将光源发出的光信号分配到传感光纤中，并将传感光纤返回的携带被测量信息的光信号收集起来传输到探测器进行检测。例如，在分布式光纤温度传感器中，耦合器将光信号注入到光纤中，通过检测反射光信号的变化来获取光纤沿线的温度信息。

来源：pheenet菲尼特