光分路器*概述

　　光分路器就是光纤分路器，也称为“非波长选择性光分支器件”，用于实现特定波段光信号的功率分路及再分配功能的光纤器件。主要用于将光网络系统中的光信号进行耦合、分支、分配。光分路器可以作为独立的器件在OLT 节点、光分配点、用户接入点使用，也可以置于其他局端配线设施、光分配点和用户接入点设施内(一体化设计或可插拔式)使用。它是光纤链路中*重要的无源器件之一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。

　　光分路器*分类

　　1、光分路器按照制作工艺分为熔融拉锥式(FBT Splitter)和平面光波导式(PLC Splitter)两种。

　　熔融拉锥光纤分路器(fused bi-conical tap Splitter)熔融拉锥技术是将两根或多根光纤捆在一起，然后在拉锥机上熔融拉伸，并实时监控分光比的变化，分光比达到要求后结束熔融拉伸，其中一端保留一根光纤(其余剪掉)作为输入端，另一端则作多路输出端。目前成熟拉锥工艺一次只能拉1×4以下。1×4以上器件，则用多个1×2连接在一起。再整体封装在分路器盒中。

　　平面光波导功率分路器(PLC Optical Power Splitter)平面光波导技术是用半导体工艺制作光波导分支器件，分路的功能在芯片上完成，可以在一只芯片上实现多达1X32以上分路，然后，在芯片两端分别耦合封装输入端和输出端多通道光纤阵列。

　　2、光分路器按原理可以分为熔融拉锥型(FBT)和平面波导型(PLC)两种;

　　3、光分路器从端口形式可以划分， 包括X形(2x2)耦合器、Y形(1x2)耦合器、星形(NxN,N>2)耦合器以及树形(1xN， N>2)耦合器等

　　4、光分路器按分光比可分为均分器件和非均分器件。

　　光分路器*结构

　　光分路器具体结构可以包含如下5 种：

　　�光分路器的输入和输出侧均提供连接器(连接器型光分路器)。

　　�光分路器的输入和输出侧均提供尾纤(尾纤型光分路器)。

　　�光分路器的输入侧提供熔接单元，输出侧提供连接器(连接器型熔配一体化光分路器)。

　　�光分路器的输入侧提供熔接单元，输出侧提供尾纤(尾纤型熔配一体化光分路器)。

　　�光分路器的输入和输出侧均提供熔接单元(熔接型一体化光分路器)

　　光分路器*工作原理

　　光分路器通过改变光纤间的消逝场相互耦合(耦合度，耦合长度)以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量，反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体，而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点，目前成为市场的主流制造技术。

　　熔融拉锥法就是将两根(或两根以上)除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，*终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度，可得到不同的分光比例。*后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内，这就是光分路器。这种生产工艺因固化胶的热膨胀系数与石英基片、不锈钢管的不一致，在环境温度变化时热胀冷缩的程度就不一致，此种情况容易导致光分路器损坏，尤其把光分路放在野外的情况更甚，这也是光分路容易损坏得*主要原因。对于更多路数的分路器生产可以用多个二分路器组成。

　　而PLC分路器采用半导体工艺(光刻、腐蚀、显影等技术)制作。光波导阵列位于芯片的上表面，分路功能集成在芯片上，也就是在一只芯片上实现1、1等分路;然后，在芯片两端分别耦合输入端以及输出端的多通道光纤阵列并进行封装。

　　与熔融拉锥式分路器相比，PLC分路器的优点有：(1)损耗对光波长不敏感，可以满足不同波长的传输需要。(2)分光均匀，可以将信号均匀分配给用户。(3)结构紧凑，体积小，可以直接安装在现有的各种交接箱内，不需留出很大的安装空间。(4)单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。(5)多路成本低，分路数越多，成本优势越明显。

　　同时，PLC分路器的主要缺点有：(1)器件制作工艺复杂，技术门槛较高，目前芯片被国外几家公司垄断，国内能够大批量封装生产的企业很少。(2)相对于熔融拉锥式分路器成本较高，特别在低通道分路器方面更处于劣势。 

　　光分路器*技术指标

　　(1) 插入损耗。

　　光分路器的插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的dB数，其数学表达式为：Ai=-10lg Pouti/Pin ，其中Ai是指第i个输出口的插入损耗;Pouti是第i个输出端口的光功率;Pin是输入端的光功率值。

　　(2) 附加损耗。

　　附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的DB数。值得一提的是，对于光纤耦合器，附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标，反映的是器件制作过程的固有损耗，这个损耗越小越好，是制作质量优劣的考核指标。而插入损耗则仅表示各个输出端口的输出功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光比的影响。因此不同的光纤耦合器之间，插入损耗的差异并不能反映器件制作质量的优劣。对于1*N单模标准型光分路器附加损耗如下表所示：

　　分路数 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16

　　附加损耗DB 0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2

　　(3) 分光比。

　　分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值，在系统应用中，分光比的确是根据实际系统光节点所需的光功率的多少，确定合适的分光比(平均分配的除外)，光分路器的分光比与传输光的波长有关，例如一个光分路在传输1.31 微米的光时两个输出端的分光比为50：50;在传输1.5μm的光时，则变为70：30(之所以出现这种情况，是因为光分路器都有一定的带宽，即分光比基本不变时所传输光信号的频带宽度)。所以在订做光分路器时一定要注明波长。

　　(4) 隔离度。

　　隔离度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。在以上各指标中，隔离度对于光分路器的意义更为重大，在实际系统应用中往往需要隔离度达到40dB以上的器件，否则将影响整个系统的性能。

　　另外光分路器的稳定性也是一个重要的指标，所谓稳定性是指在外界温度变化，其它器件的工作状态变化时，光分路器的分光比和其它性能指标都应基本保持不变，实际上光分路器的稳定性完全取决于生产厂家的工艺水平，不同厂家的产品，质量悬殊相当大。在实际应用中，本人也确实碰到很多质量低劣的光分路器，不仅性能指标劣化快，而且损坏率相当高，作于光纤干线的重要器件，在选购时一定加以注意，不能光看价格，工艺水平低的光分路价格肯定低。

　　此外，均匀性、回波损耗、方向性、PDL都在光分路器的性能指标中占据非常重要的位置。

　　光分路器*功能及用途

　　光网络系统需要将光信号进行耦合、分支、分配，实现这些功能的是光分路器 (Splitter )或耦合器(coupler)。光分路器又称光功率(Optical power ) 分配器或分光器，是光纤链路中*重要的光无源器件(Optical Passive Devices) 之 一，是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，常用M× N来表示一个分 路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是 1× 2、 1× 3以及由它们组成的1× N光分路器。 光分路器主要是作为连接OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)的核心元器件。

　　光分路器*封装流程

　　(1)耦合对准的准备工作：先将波导清洗干净后小心地安装到波导架上;再将光纤清洗干净， 一端安装在入射端的精密调整架上，另一端接上光源(先接632.8nm的红光光源，以便初步 调试通光时观察所用)。

　　(2)借助显微观测系统观察入射端光纤与波导的位置，并通过计算机指令手动调整光纤与波 导的平行度和端面间隔。

　　(3)打开激光光源，根据显微系统观测到的X轴和Y轴的图像，并借助波导输出端的光斑初步 判断入射端光纤与波导的耦合对准情况，以实现光纤和波导对接时良好的通光效果。

　　(4)当显微观测系统观察到波导输出端的光斑达到理想的效果后，移开显微观测系统。

　　(5)将波导输出端光纤数组(FA)的**和第八通道清洗干净，并用吹气球吹干。再采用步 骤(2)的方法将波导输出端与光纤数组连接并初步调整到合适的位置。然后将其连接到双通道 功率计的两个探测接口上。

　　(6)将光纤数组入射端6.328微米波长的光源切换为1.310/1.550微米的光源，启动光功率 搜索程序自动调整波导输出端与光纤数组的位 置，使波导出射端接收到的光功率值*大，且 两个采样通道的光功率值应尽量相等(即自动调整输出端光纤数组，使其与波导入射端实现***的对准，从而提高整体 的耦合效率)。 图8分支PLC分路器芯片封装结构

　　(7)当波导输出端光纤数组的光功率值达到*大且尽量相等后，再进行点胶工作。

　　(8)重复步骤(6)，再次寻找波导输出端光纤数组接收到的光功率*大值，以保证点胶后波 导与光纤数组的*佳耦合对准，并将其固化，再进行后续操作，完成封装。