波導(dǎo)漸變器過渡器和耦合器圖書目錄

寫在前面

目錄

第一章 導(dǎo)論

第二章 耦合波方程組

第三章 用喇叭模分析波導(dǎo)漸變器

第四章 階梯式波導(dǎo)過渡器

第五章 單個雜波的過渡器和耦合器

第六章 漸變波導(dǎo)過渡器

第七章 具有雜模簡并的波導(dǎo)漸變器

第八章 功率完全轉(zhuǎn)換和接近完全轉(zhuǎn)換的波耦合　

第九章 光波導(dǎo)漸變器

補充參考文獻

索引

本書將波導(dǎo)漸變器、過渡器和耦合器作為不規(guī)則波導(dǎo)應(yīng)用耦合波理論進行了全面的分析．

書中第一至三章論述耦合波方程，第四至七章應(yīng)用耦合波理論分析了波導(dǎo)漸變器、過渡器和耦合器，還介紹了幾種對于雜模激發(fā)最小的過渡器輪廓曲線和分布函數(shù)進行綜合的設(shè)計方法，這是全書的主要部分．最后兩章用耦合波理論闡述了光波導(dǎo)漸變器和耦合器．

本書理論分析與工程應(yīng)用密切結(jié)合，書中列舉了一些典型的微波和光波器件．例如TEM傳輸線耦合器、階梯式和漸變式波導(dǎo)過渡器、波導(dǎo)間的多孔耦合器，以及平面光路中介質(zhì)薄膜波導(dǎo)間的漸變器和過渡器．

本書可供從事微波和導(dǎo)波光學(xué)等研究的科技工作者和高等院校有關(guān)的師生閱讀參考．

光纖耦合器可分標準耦合器（雙分支，單位1×2，亦即將光訊號分成兩個功率）、星狀/樹狀耦合器、以及波長多工器（WDM，若波長屬高密度分出，即波長間距窄，則屬于DWDM），制作方式則有燒結(jié)（Fuse）、微光學(xué)式（Micro Optics）、光波導(dǎo)式（Wave Guide）三種，而以燒結(jié)式方法生產(chǎn)占多數(shù)（約有90%）。燒結(jié)方式的制作法，是將兩條光纖并在一起燒融拉伸，使核芯聚合一起，以達光耦合作用，而其中最重要的生產(chǎn)設(shè)備是融燒機，也是其中的重要步驟，雖然重要步驟部份可由機器代工，但燒結(jié)之后，仍須人工作檢測封裝，因此人工成本約占10～15%左右，再者采用人工檢測封裝須保品質(zhì)的一致性，這也是量產(chǎn)時所必須克服的，但技術(shù)困難度不若DWDM module及光主動元件高，因此初期想進入光纖產(chǎn)業(yè)的廠商，大部分會從光耦合器切入，毛利則在20～30%。

國外企業(yè)有JDS、E-Tek、Oplink、Gould等，目前都已直接在大陸設(shè)廠生產(chǎn)光纖耦合器。

耦合器定向種類

定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件，它是由耦合裝置聯(lián)系在一起的兩對傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的。首先介紹定向耦合器的性能指標，然后介紹波導(dǎo)雙孔定向耦合器、雙分支定向耦合器和平行耦合微帶定向耦合器。

1）定向耦合器的性能指標

定向耦合器是四端口網(wǎng)絡(luò)，端口“①”為輸入端，端口“②”為直通輸出端，端口“③”為耦合輸出端，端口“④”為隔離端，并設(shè)其散射矩陣為[S]。描述定向耦合器的性能指標有： 耦合度、隔離度、 定向度、輸入駐波比和工作帶寬。下面分別加以介紹。

2）隔離度

輸入端“①”的輸入功率P1和隔離端“④”的輸出功率P4之比定義為隔離度，記作I。

⑶定向度

耦合端“③”的輸出功率P3與隔離端“④”的輸出功率P4之比定義為定向度，記作D。

⑷輸入駐波比

端口“②、 ③、 ④”都接匹配負載時的輸入端口“①”的駐波比定義為輸入駐波比，記作ρ。

⑸工作帶寬

工作帶寬是指定向耦合器的上述C、 I、 D、 ρ等參數(shù)均滿足要求時的工作頻率范圍。

耦合器波導(dǎo)種類

波導(dǎo)雙孔定向耦合器是最簡單的波導(dǎo)定向耦合器，主、副波導(dǎo)通過其公共窄壁上兩

個相距d=（2n 1）λg0/4 的小孔實現(xiàn)耦合其中，λg0是中心頻率所對應(yīng)的波導(dǎo)波長，n為正整數(shù)，一般取n=0。耦合孔一般是圓形，也可以是其它形狀。當工作在中心頻率時，βd=π/2，此時D→∞; 當偏離中心頻率時，secβd具有一定的數(shù)值，此時D不再為無窮大。實際上雙孔耦合器即使在中心頻率上，其定向性也不是無窮大，而只能在30dB左右。

總之，波導(dǎo)雙孔定向耦合器是依靠波的相互干涉而實現(xiàn)主波導(dǎo)的定向輸出，在耦合口上同相疊加，在隔離口上反相抵消。為了增加定向耦合器的耦合度，拓寬工作頻帶，可采用多孔定向耦合器，

耦合器雙分種類

雙分支定向耦合器由主線、副線和兩條分支線組成，其中分支線

的長度和間距均為中心波長的1/4，如圖 5 - 15 所示。設(shè)主線入口線“①”的特性阻抗為，主線出口線“②”的特性阻抗為（k為阻抗變換比），副線隔離端“④”的特性阻抗為，副線耦合端“③”的特性阻抗為，平行連接線的特性阻抗為Z0p，兩個分支線特性阻抗分別為和。

耦合器平行種類

平行耦合微帶定向耦合器是一種反向定向耦合器，其耦合輸出端與主輸入端在同一側(cè)面，如右圖所示，端口in為輸入口,端口out為直通口，端口ocup為耦合口，端口“④”為隔離口。