光纤耦合器又称光分路器一般采用熔融拉锥技术制作而成，能使在光纤中传输的光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，对光功率按一定比例进行分配和耦合，广泛应用于光纤通信、水下激光通信、光纤激光器、光纤放大器等领域。

一、技术指标定义

插入损耗 insertion loss

光分路器在工作带宽范围内，在规定输出端口的光功率相对全部输入光功率的比值的分贝数，见式

式中：

ILi ——第 i 个输出端口的插入损耗，单位为分贝（dB）；

Pout——第 i 个输出端口的输出光功率，单位为毫瓦（mW）；

Pin ——输入端口的全部输入光功率，单位为毫瓦（mW）。

方向性 directivity

在器件正常工作时，输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率（被测波长）的比值，该值通常用分贝（dB）表示，见式

式中：

DLy——第 i 端口输入光功率对同一侧非注入光端口 j 的方向性，单位为分贝（dB）；

Pi——第 i 端口注入光功率，单位为毫瓦（mW）；

Pj——输入端非注入光端口的输出光功率，单位为毫瓦（mW）。

通道均匀性 uniformity

用来衡量均分器件的“不均匀程度”的参数，为在工作带宽范围内，均匀分光的光耦合器各输出端口输出光功率的最大变化量，见式

式中：

FL——均匀分光的光耦合器的均匀性，单位为分贝（dB）；

（Pout）min ——器件输出口中最小输出光功率，单位为毫瓦（mW）；

（Pout）max ——器件输出端口中最大输出光功率，单位为毫瓦（mW）。

偏振相关损耗 polarization dependent loss

传输光信号的偏振态在全偏振态变化时，器件各输出端口输出光功率的最小值与最大值之比，见式

式中：

PDLj ——第 j 个输出端口的偏振相关损耗，单位为分贝（dB）；

（Poutj）min——第 j 个输出端口的最小输出光功率，单位为毫瓦（mW），j=l、2......n；

（Poutj）max——第 j 个输出端口的最大输出光功率，单位为毫瓦（mW），j=l、2......n。

回波损耗 return loss

光纤分支器引起的后向反射光功率对输入光功率的比值，又称为后向反射损耗，通常用分贝（dB）表示，见式

式中：

RLi——表示输入端口 i 的回波损耗，单位为分贝（dB）；

Pr——后向反射光功率，单位为毫瓦（mW）；

Pi——入射到输入端口i的输入光功率，单位为毫瓦（mW）。

二、测量方法

插入损耗、插入损耗变化量的测量

a) 输出端口光功率的测量

b) 切断器件尾纤

c) 输入光功率测量

图1 插入损耗、插入损耗变化量测量框图

测量步骤如下：

a) 按图 1 中 a)装置测量并记录第 i 输出端口的输出光功率 Pouti，L1为输入端尾纤长度，L2为输出端尾纤长度；

b) 按图 1 中 b）所示，在距离临时接点右边 A 处切断器件尾纤，临时接点与 A 处之间的距离 L3应不少于 30cm；

c) 按图 1 中 c）所示，从测量装置中取出光耦合器，制备好切断点中的光纤端面，使光纤端面与检测单元相耦合，测量并记录输入光功率 Pin；

d) 按式（1）计算相关端口的插入损耗；

e) 插入损耗变化量即为试验后插入损耗与试验前插入损耗之差，为负数时则为零。

方向性的测量

a） 输入光功率的测量

b） 同侧端口输出光功率的测量

图2 方向性的测量框图

测量步骤如下：

a) 测量系统清零，制备好滤模单元输出光纤端面，使光纤端面与检测单元相耦合，测量并记录输入光功率 P，如图 2 中 a）所示；

b) 将滤模单元后面的尾纤与被测器件的 i 端口熔接，j 端口与功率计连接，如图 2 中 b）所示；

c) 测量并记录第 j 端口的输出光功率 Pj；

d) 由式(2)计算相关端口的方向性。

通道均匀性的测量

按插入损耗的测量方法，分别在输入波长条件下，测量光耦合器各输出端口的插入损耗值，其最大值与最小值的差便是器件的通道均匀性。对于在多个波长下测量的情况，选择其中的最大值作为被测光耦合器的通道均匀性

偏振相关损耗的测量

图3 偏振相关损耗的测量框图

测量步骤如下：

a) 按图3连接测量系统，并打开系统预热；

b) 设定光分路器测试仪的波长扫描范围、偏振控制器的偏振态变化；

c) 对系统各通道进行初始化；

d) 接入待测光耦合器，稳定后，进行扫描并导出数据

回波损耗测量

a）回波损耗测试仪的定标

b）回波损耗测量

图4 回波损耗测量框图

测量步骤如下：

a) 选择需要测量的通道波长，按图 4 中 a）连接测量用尾纤与回损测试仪，测量用尾纤的连接头，类型 B 与回波损耗测试仪的连接头类型相同，并且将尾纤尾端用直径应不大于 5mm 的圆棒，缠绕至少 5 圈，进行回波损耗测试仪的定标；

b) 按图 4 中 b）将光耦合器与测量尾纤连接；

c) 被测光耦合器另一端所有端口的尾纤用直径应不大于 5mm 的圆棒，缠绕至少 5 圈，记录此时的测量结果即为回波损耗值。

*文章参考《中华人民共和国广播电视和网络视听行业技术文件 GD/J 101—2020》