이 기술 문서에서는 융합 광섬유 커플러의 작동 방식과 제작 방식에 대해 설명합니다.
융합 커플러는 기본적으로 코어가 서로 매우 가깝도록 꼬이고 늘어나며 융합된 두 개의 평행한 광섬유로 구성됩니다. 이것은 아래 그림 1과 같이 결합 영역을 형성합니다. 이 결합 영역의 길이 L은 한 광섬유에서 다른 광섬유로의 결합 비율을 결정합니다. 제조 과정에서 빛이 입력 포트 P로 시작되고 각 출력 포트의 출력 전력이 주의 깊게 모니터링됩니다. 원하는 커플링 비율이 달성되면 완전 자동화된 제조 프로세스가 중지됩니다. 결과 커플러는 본질적으로 서로 매우 가까운 두 개의 코어가 있는 하나의 광섬유입니다. 이 프로세스를 FBT(Fused Biconical Taper) 프로세스라고 합니다.
단일 모드 광섬유를 따라 이동하는 빛의 강도 프로파일은 본질적으로 가우시안입니다. 즉, 강도는 중앙에서 가장 크며 코어/클래딩 인터페이스에 접근함에 따라 점점 가늘어집니다. 가우스 프로파일의 꼬리 끝은 코어를 통해 클래딩으로 약간 확장됩니다. 이 꼬리를 소멸파라고 합니다. 그림 2는 광섬유의 광파 단면을 나타냅니다. 수직 파선은 섬유 코어/클래딩 경계를 나타냅니다. 붉은 꼬리는 소멸하는 파도입니다.
표준 50/50, 2x2 커플러에서 발사 방향을 바꾸는 아이디어는 즉시 명확합니다. 프로세스는 완전히 양방향입니다. 그러나 1x2 커플러를 사용할 때 때때로 혼동이 발생합니다. 장치의 명백한 비대칭은 장치가 어떻게든 다르게 작동한다는 잘못된 인상을 줍니다. 마지막(1x2) 예제를 계속하면 빛이 두 개의 "출력" 포트 중 하나로 시작되면 어떻게 됩니까? 즉, 포트 2 또는 3입니까? 100% 빛이 포트 1에서 나오나요? 당연히 아니지. Light는 여전히 포트 4에서 나가기를 "원합니다". 따라서 포트 2로 1mW가 시작되었다고 생각하면 포트 1에서 0.5mW만 나옵니다. 또는 포트 2로 1mW를 시작하고 포트 3으로 2mW를 시작하면 포트 1에서 1.5mW가 나옵니다. 1x2 커플러는 하나의 광섬유가 짧게 잘린 2x2 커플러라는 것을 깨달아야 합니다. (끝면에서 후방 반사를 줄이기 위해) 짓눌려 커플러 하우징 내부에 밀어 넣습니다. 이 경우 융합 광섬유 커플러가 어떻게 만들어지고 어떻게 작동하는지에 대한 이해가 이 역과정이 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 된다는 것을 알 수 있습니다.