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光纤耦合器的理论、设计及进展　!３０" !１# 　２０１０$３% &　'　(　)　* ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＰＨＹＳＩＣＳＶｏｌ．３０Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１０　 !"#$ ：１００００５４２（２０１０）０１００３７４４ +,-# ：２００９１１１８ ./01 ： 23456(./ （１０６７４０７５，１０９７４１００，６０５７７０１８）、©ª.ýËªrÿ!?@ÿ»01、23８６３ÿ 01 （２００６ＡＡ０１Ｚ２１７）、c]Cÿ!6(}`»JKL[./01È Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｗｇ＠ｎａｎｋａｉ...

　!３０" !１# 　２０１０$３% &　'　(　)　* ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＰＨＹＳＩＣＳＶｏｌ．３０Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１０　 !"#$ ：１００００５４２（２０１０）０１００３７４４ +,-# ：２００９１１１８ ./01 ： 23456(./ （１０６７４０７５，１０９７４１００，６０５７７０１８）、©ª.ýËªrÿ!?@ÿ»01、23８６３ÿ 01 （２００６ＡＡ０１Ｚ２１７）、c]Cÿ!6(}`»JKL[./01È Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｗｇ＠ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ cK>='> 、 þÿw)* IJK ， LMN （ AC(toc(?@# ， c]Cÿ!6(}`»JKL ，３０００７１） %& ：　D&iHcK>=*6，?ê¾Ñ=/nk；§´cK>=K> _Y 、 À¬êë 、 nÆõ¯ ； Þ´cK>='>jJêë ； £ÛjJＸY、0Y、cY、>Yo¾¿ XYcK>=.}HI 、 g¬Ø'wK>qn ；^ *vcK>=*êq©ªªü 。 ¬ºZ þÿ4e#ccK> ， JKyJt5Ñ4e#ccü(=`K> 。 '() ： cc( ； cK> ； cbC ； c%d ； 4e#cc *+,-$ ：ＴＮ２５３；ＴＮ９２９　!./01：Ａ０　OP cK>x¿ªW%jkcC5=c ù´ ， cD&N³ªñl=cù´ üx ， §cbCwc%dÔÕæ`^ÙÅ»= ³s 。 cK>x7_`Ú®òÑq ： x ÁcI¡ ， VW£cY ； c=j" Ë>"¶·b:èK>Jt ； ÞcC5%ð _`êqn 。 Qfc=K>Ø' ， Înwþÿl¿c K>HI 。 ab ：ＸYcK>、0Yc K> 、 a.cK> 、 ccK> 、 e #ccK> 、 ¢ãIcK> 、 c^HFc K>o 。 ¾¿cbCc%d=³ ª ， cK>=³s¬ª»· ， w¡ cbCc%dÔÕ¯ÈÍZ=x`j 。 þÿ º@S 、 K>ºþ 、 jcÞÈÈJtq¯ K>=cK> ， xc(ÔÕ6?g¬L =¿Î=1/ 。 }[iHcK>=*6 、 _Y 、 À¬ êë 、 nÆõ¯ 、 cK>='>jJêë ； §Ì .ýy ， XYcK>=HI 、 g¬Ø'wK> qn)§´ ；^ *vcK> *êq©ªªü 。 }[Íh¬þÿ=4e #cK> ， Úw¸JKyJt5Ñ4e#c cü(`K>=JKH¢ 。１　QRSTUAVGWX cK>4~¤0k ， w¡³ªWc D&üN 。 «*¶·6ÞÑ ：、 x# 、 * 。１．１　VWXY （１）&.ý———DSc~¤ １９７０$，~2=Ｃｏｒｎｉｎｇ（¡¢）ÍÎºZ¡Ï ãÀS２０ｄＢ／ｋｍ=DSc［１］。rxc (ÔÕ=»Cÿ!ö÷ ， c=)xS? Z)=ÿ! 。 $1 ， cK>=~¤ Úw©ª£6¤_=&.ý 。（２）'>;f———K>èêQÏ １９７２$，¥C}P=Ｓｎｙｄｅｒ［２］¡ÏQÏjR íîcD&N=K>èêwK>D¯\à ， '>yjJjÆsWlr ¾¨Úwlr N S=cDyK>ÏºOvÃÄ 。 $$ ， ~2= Ｗｉｊｎｇａａｒｄ［３］L5Q:$Í:=Cè"Ï (=èj¢ 。１９７３$，ＳｎｙｄｅｒＭｃＩｎｔｙｒｅ［４］Ø `.ýy)xS?@c¾Ñè(=ÏºO v 。ＳｎｙｄｅｒＷｉｊｎｇａａｒｄÛ='>g¬，c K>=þÿwcK>ÏºOvjJÈ %='>;f 。１．２　Z[XY （１）cK>¦ ———cÊ １９７１$，Ｂｉｓｂｅｅ［５］ºZäª§Ê=êëJt lècü(=¨Ê 。 ©$ ，Ｄｙｏｔｔ［６］oÎäª_4 =§Êÿ!Jtaècü(=¨Ê ， #)= ãªäKx6)* 。ＢｉｓｂｅｅＤｙｏｔｔoÎäª§êë#þÿ=c K> ， ÈJt5Qcü(=aK>6q %ð ， r¿§êëcK>=?À^° êq 。（２）cD&ø¡9.Â———0YK> １９７４$，ＨｕｄｓｏｎＴｈｉｅｌ［７］0YK> =Ý ， þÿâ１#=!xÑ0YcK > 。 Ë%&=Ｔ K>:Þ，r¿lÎ=c 0YK>_`ShD 、 êqnhÅ 、 B6nh þ 、 ¾Îooøl& 。 0YK>=t cbCD&c%dD&qø¡9 、 Y9 *ÿ!« 。 !"#$%& '(&)*+ ,%*-&./ $"*0/%1/"2)*"2 3.')*+ 4"*0/% 5.36%- 78/0%& 9):%0 &80 9):%0 &80 ./)+&"*%*- ;%&&"/% ! 8 " <&)*+ =)#%& >/)+*2%*- ;%&&"/% ?*% 8; '%@%* $"*0/%' １　0YK>=v¬Û× 　　（３）c6qK>~¤———c6qK> t １９７５$，ＫｕｗａｈａｒａoÎ［８］µ5Qlèc ®§K>µ!º¯k+ ， I¡¤¥y!x Ñc6qK> ， «HIâ２#。JKO JK>=K>Ïº５０ｄＢ，êqn２１ｄＢ。c 6qK>=~¤ ， /cK>1o=í ， ³cbCc%dD&=£c9¡ ÈÆ 。 �� ２　5QcÀ¡=6qK> （４）cK>ìÝ———°±ª cK > １９７６$，ＹａｍａｍｏｔｏoÎ［９］ºZäª9(°± ÿ! ， À¡â３#ª HI=cK>，«K >ºÈà９０％Úy。r¿êëþÿcK> x¿ìÝ ， cK>=lÂ9Ù ì÷ 。 �� ! !" # !" ３　9(°±ëÀ¡=ª K> （５）cK>ÿ!ö÷———§c6qK > １９７６$，ＢａｒｎｏｓｋｉＦｒｉｅｄｒｉｃｈ［１０］äª{= ＣＯ２ ac¬õ`´，¬§5QＣｏｒｎｉｎｇÍ ÎîL=lèc ， Y¨À¡â４#=c6 qK> ； b:Óc²(:Â¬ªº ， ÈÚJtK>Þ=À 。 µ¬§êë©ªW c6qK>=À¬ ， §ÿ!yx0»C=ö ÷ ， c6qK>=CèèîL£6ÿ! .ý 。（６）cK>g9———³´YcK> １９７６$，ＭｃＭａｈｏｎＧｒａｖｅｌ［１１］äªWµ³´ êë¦©lèc=`ja. ， À¡j¢Ｔ K > ， â５#。 $$ ，ＨｓｕＭｉｌｔｏｎ［１２］äª_4=Wµ³´ê ８３ &　'　(　)　* !３０"　 �� ４　§c6qK> �� ５　³´¦©`ja.À¡=j¢Ｔ K> ë¦©aèc=`ja. ， À¡â６#=³ ´YaècK> 。ＭｃＭａｈｏｎＨｓｕoÎ =Wµ³´êë ， cK>=?ÀÙ#x ,÷ 。１．３　\]XY §ãª 、 Wµ³´ 、 9(°±oÿ!= t ， cK>pÖ¶*)@þ×* ， ¾¿HIÃ 、 ÏÆ&U=cK>â$· ¸x7xy* 。 cK>S¸JKL¹qg îLÔÕ ， «îLgº-ð¡»í ©ª 。（１）§ËãªH>———§ª cK> １９７７$，ＫａｗａｓａｋｉＨｉｌｌ［１３］µ§ÿ!ã ªÿ!H> ， Y¨À¡§ª K> ， â７ # 。 r¿§ãªÿ!µK>={¬SÌD xÑ¯K ， JKO={¬S０．１～０．２ｄＢ。§ÿ!Ëãªÿ!=H>cK>î L7y=x¨»C¼ú ， #cK>*= ì{Â ， cK>=èè9îL¸ÿ!y `² 。 �� ６　³´YaècK> （ａ）c³´v¬Û×；（ｂ）aècK> �� !" !# ７　§ª K> 　　（２）³´ë=¡»———³´YlècK> １９７８，ＴｓｕｊｉｍｏｔｏoÎ［１４］Zµ5Qlècj Æ½@5¾N)³´ ， §µO´=5Qc ¿Ê§x ， Y¨À¡３ｄＢ³´YlèK>，« {¬SW０．３ｄＢ，â８#。r¿K>þ ÿêëÖ×¡Înäª ， µcK>= *QqxÑì 。 �� !" !# ８　³´YK>v¬Û ９３　!１# wÀýo：cK>='>、þÿw)*　　（３）Á¼°±ë———È-aècK> １９７９$，ＳｈｅｅｍＧｉａｌｌｏｒｅｎｚｉ［１５］µ5Qc ®§x[@Â`°±+ （ＨＦ∶ＮＨ４Ｆ＝１∶４）=¡ ÎN°± ， Y¨À¡K>º§０～２ｄＢü ( 、 RÈ-=aèc6qK> ， â９# 。 5ÌªcK>°±ÿ!wt ， ]W nþÿ=cK>VW£ÏºOvY ， rY¨ µ°±ÿ!©ªWÏºjkYK>=¡Ïþÿ 。 JK>b:GOÃÄÀ5Qc=®¨¯ c(=Å² ， ÈJtK>Þ¸０í２ｄＢü(= R- 。 Á¼°±ë=È-YK>=þ ÿì=Jt÷ 。 �� !" ��#�# �� ９　°±ëÀ¬cK>× （４）cK>l²9———²cK> １９８０，ＳｃｈｉｆｆｎｅｒoÎ［１６］Y¨¡ÏãÀ²c ， â１０N#。ãÀª¦Z§²ü(x GÃ1Æ ， ³5Qc=5j ， ÈÀ¡²c K> ， b:Ç¼c-«K>Þ 。 ²c =t`³È*c% ， Å²cK >=t)xSÉ)cK>lÂ9*= ) 。（５）9(Ê:ËüëË§ªëH>———´Y §ªcK> １９８２$，ＫａｗａｃｈｉoÎ［１７］äªaèa´aÌ Yc ， Y¨À¡´¤Y§ªcK> ， â １１#。³§:Nc!¼2 ñ9Ú ¤´\n ， Wnäª9(ËüëYZ§aÌ c«Ëüx.ＳｉＯ２Ｂ２Ｏ３ .，5)ãª。 r¿cK>ÆØ¤Öþ=´qn ， T= t`²³QR:bCD&:%dD&= * 。， ´cK>I¡þfº 、 þnÆ �� !! " !! # $ #"! !% !% " !& １０　²cK>（ａ）～（ｄ）²c=ãÀ:；（ｅ）µ5Q²c=5jÀ¡=6qK > cÍ÷*,=.ýÂüx 。 �� １１　À¬´cK>ÈÆ=aÌcÝ> （６）ccK>H>———ccK > １９８５$，ＲｕｓｓｅｌｌＵｌｒｉｃｈ［１８］Y¨µc[ì W.ÛO´=c²ÎÎ{ ， À¡â １２#=ccK>。r¿K>ÈªWÀ ¬cúÏ 、 Ð" 、 c[ocbÑ ， §"j ªÔÕ_`Ç_=&? 。 ! ! " ! # $ ! " # $ １２　ccK>× （７）e#nGÇë———cèK> ０４ &　'　(　)　* !３０"　１９８６$，ＢｌａｋｅoÎ［１９］Y¨äªe#nGÇê ë ， À¡ＬＰ０１èíＬＰ１１èü(=èK>，â １３#。r¿K>ÈªWÀ¬Ò¦、º Àoc 。 e#nGÇë=äª ， åC³ Ãcvc%d=?@¿ ， Èyc =©ªA 。１３　cÓ¬e#nGÇ （８）³´ëË§ëH>———³´§K> １９９２$，ＣｒｙａｎＨｕｓｓｅｙ［２０］µÔaècÕ Ö§?´×y)O´ ， üs¼íxx`dm =ＶYcE6N，¬§À¡³´§K > 。 r¿êë_`À¬`a 、 nÆB6 、 SgD (`§ª K>³èYK>=& ， §èsq¯ÔÕ （ âäªÛ~CØcþ! cÀ¬q¯ª÷=cK>ÔÕ ） _`Çq= &? 。（９）l²Ëa²cK>———>YcK > １９９３$，ＨｉｍｅｎｏoÎ［２１］ºZl²Ëa² K>À¬cK>=Ý ， ªÈ§Êµ ²c5Qa²cÊ ， ª9À¡> YcK> ， â１４#。r¿ìYÀ¬ÿ!È ªWÀ¬0YcK> ， «*_`»· ×Ø 。 �� １４　.Wl²c=K> （１０）´cìÀ¬êë———ìY´cK > １９９４$，ＹｅoÎ［２２］µ5Q´c´¶u {x6·EGy§ª ， ªÙÚd°±K>µ5 ³üjk ， À¬ìY´cK> ， â１５# 。 Ë>c´¶uGyÈÊ§c¬gC eyJt ， ·§À¬:NùëÝÞ´c´ ¶u=Gy~ 。 rÕ`9´cK>À¬ gº ， úCCÌD´cK>À¬¡} ， $1 `þ´cK>=nÆ ， QR´c K>=èè9îL 。 �� １５　ìY´cK> （１１）q¿cK>À¬———ÛRcÜnK > １９９８$，ＺｕｂｉａoÎ［２３］Y¨À¡x`+HN( .=ÛRcÜnK> ， â１６#。r¿Ün K>(`K>c[=qn ， §c%dÔ Õ`=©ª 。 �� ! !"#$%& ! %'()*+! ! ", " -.. !/ １６　cÜnK>=HI （１２）cK>=Y9———§ªGYcK > ２０００$，ＫａｋａｒａｎｔｚａｓoÎ［２４］Y¨Íhx¿ §ªGYcK> ， â１７#。WnYZµ5 Qcª9í１５μｍ，5ªＣＯ２ acµ 5Qc§ÖÇº¿§§x ， À¡§ªGY cK> 。 r¿K>º¯íxÑë ， § Y9ø¡c(ÔÕ_`»·=©ª 。 !"" !# １７　§ªGYcK> １４　!１# wÀýo：cK>='>、þÿw)*　　（１３）e#cc(=K>———e#c cK> ２０００$，ＣｈｉａｎｇoÎ［２５］jJ5QC= e#ccü(=K>WÀ ， À¡e#c cK> ， â１８#。r¿.We#cc =K>ÈWÀ¬> ／ j ， §"jªD&N `û=©ªªü 。 �� ! ! "!" "#$ １８　Ce#cK>× （１４）c^HFcK>=~¤———²c^ HFcK> ２００１$，ＫａｋａｒａｎｔｚａｓoÎ［２６］µCK>=² c^HFcªÝÞ)Ü' ， ³«²(=Ã 1ÆßLîZJK>À¡²c^HFcK> 。 c^HFcHIÃ ， nÆlÝ ， äª§ª 、 ³´ 、、 &9HIþÿol¿ ， ÈÚþÿ HIÃ 、 ÏÆlÝ=c^HFcK> 。 c^ HFcK>=t ， åC³ê\c^HFc Ëc´Úw'bc(D&=K> ，` ²³QR c^HFc§c%dcbÑÔÕ=©ª 。（１５）¢àIcK>=t———¢àIc K> ２００４$，ＩｌｉｅｗoÎ［２７］Y¨þÿ¢àIc K> ， äª`1Õ7jë)K 。 r¿ ¢àIcÈÚµ².è`Ov¡ï è ，１９L¢àIcK>NcZ=à2ÃÄ。 ¢àIcK>§cËï 3(=K> 、 Gn=zÚw¾¿Ð"oÔÕ_`éÎ=© ªªü 。（１６）ÉcècK>———Iö²cK> ２００７$，Ｃｈｅｎo［２８］ÎºZÀ¡Iö²aèc K> ， â２０#。ÁWò\è¬o，r¿ Iö²cK>=K>Þ¯;!WK>µº 。 §Iö²cbCD& 、３ｄＢÏºjk、Iö²c ¿áSoÔÕ ， r¿ìYK>_`û=©ª ªü 。 !"# !$# %&# %'# １９　¢ãIcK>NcZ=k=29，%â k （ａ）０ｍｍ，（ｂ）３．５ｍｍ，（ｃ）６．９ｍｍ，ａｎｄ（ｄ）１４．０ｍｍ �� ! !" #$%& '()* !&+ !" #$%& ,('-- !&. ２０　Iö²cK>× （１７）ìYccK>———4e#cc K> ¬ñºZþÿ4e#cc K> ， JKyJt5Ñ4e#ccü( =`K> 。 `[?@g¬µ§ “５4e#c cK>=þÿËJK ” §´ 。２　QRSTUY2Z.[\] §}ãN ， µ`àcK>=_Y 、 À¬ê ë 、 nÆõ¯ ； »§´cK>='>jJê ë ， ^Jß¬ÚÚ° 。２．１　^_`ab-O cK>Ë«j_/0¯$ ， È`ølj_ ê 。 ¬QfÎ 、 \n 、 g¬xy 、 À¬ ê 、 %ðèoqn ， µ«?êÚ®ò¿_Y ， â２１#。 K>j_ê³l ， `°( ， }[QfK >=HIq\wK>Þq:oµ«j \YK>É\YK>5¿_Y 。 \YK > ——— &'HI\K>Þ:o=cK> ； É\K> ——— &'HI¯\ÍK>Þ¯ :o=K> ， Í&'HI¯\K>Þ¯: o=cK> 。２４ &　'　(　)　* !３０"　 �� !"�#�� $%�� &'()�� *+,-�� *+.-�� *+,- �� *+/0�� *+�1�� 2 32�� 42�� 5�� 67�� 87�� 9�78 �� :;�<� 3=�87�� =�87�� :� �� :� !" !"#$ #" !"%& '(! !!" 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光纤耦合器的理论、设计及进展

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