[科普中国]-模耦合

产生原因

产生这种现象的原因是光纤轴向不均匀性所致。光纤的弯曲和微弯也能产生模耦合。实验表明模耦合主要发生在比较相近的模之间，也就是说传播常数相近的模之间。各模在传播一定距离之后模耦合将达到稳态。此时的电磁场功率在各模间的分配达到稳态分布。在达到稳态前传输的一段长度则称为稳态耦合长度。1

模耦合损耗当光波导出现纵向非均匀性时，就将出现模式耦合现象。理论上，对于一个无损耗的光波导，模式耦合是可逆的，既可以从低次模向高次模或辐射模耦合，也可从高次模向低次模耦合，三者可达平衡。但光波导不可能是无损的，而低次模与高次模的模损耗也是不一样的，从而导致模式总体上是从低次模向高次模转换，进而再转换成辐射模，于是整个光波导的损耗增加。这个附加的损耗称为模耦合损耗。

引起模式耦合的原因很多，因此模耦合损耗也有多种表现。2

影响1．接收端收到的信号不再是发端信号的复制品

甲、乙两地间原设想是以A模相互进行联系的。可是，当A模沿波导到达P点时，由于两段波导接口不齐整，B模被激发。如果B模满足沿波导传输的条件，则将携带由A模转换过来的部分能量，以速度沿波导传输。在这种情况下，A模和B模同时在波导中存在，并同时沿波导传输，只是速度不同——一为，二为。

当B模抵达Q点时，还会因波导结构不理想而激发出A模。它的场结构与原先的相同，但能量则取自B模，传输速度仍为。

这些导模都会到达接收端，我们当然也会采取必要的措施，例如，只对A模产生接收效果。但是经过两次转换而形成的A模，由于无法和原先的A模分开(接收机无法识别)，也必然由接收设备接收下来。由于和。不相等，所以，这两部分A模不能同时抵达，从而使脉冲波形展宽，不再和输入波形相同。

2．使传输衰减增大

由于模耦合的实质是能量发生了转移。A模的部分能量移交给B模之后，本身所携带的能量必然相应的减少。接收端的反映则是：“传输衰减加大了”。1

应用耦合技术，对通信来讲，可以说是无处不在：如光波之馈入光纤，在波导中激发出所需要的波型(导模)，让部分电磁波转移到另一系统中去，等等，无不与耦合有关。从理论角度来看，则是建立耦合模方程和确定耦合参量。3