大多數(shù)用途的雙芯光纖都是基于雙芯光纖兩個(gè)纖芯間的模式耦合效應(yīng)。通過(guò)單模光纖和雙芯光纖的連接，可制作出高性能的緊湊的全光纖耦合型濾波器，緊湊的全光纖Mach-Zehnder 干涉儀，緊湊的全光纖Michelson 干涉儀。下面重點(diǎn)介紹基于非同軸雙芯光纖的耦合型濾波器和Mach-Zehnder 干涉儀的原理及其應(yīng)用設(shè)計(jì)，同時(shí)介紹雙芯光纖在光連接器、光纖放大器、光分插復(fù)用器、光開(kāi)關(guān)、光學(xué)鑷子、光纖傳感方面的應(yīng)用。

基于軸對(duì)稱雙芯光纖的耦合型濾波器

研究者們提出基于軸對(duì)稱雙芯光纖的耦合型濾波器，該濾波器將兩根普通單模光纖的芯子分別和一段長(zhǎng)度為L(zhǎng) 的兩個(gè)纖芯相同的軸對(duì)稱的非同軸雙芯光纖的中心熔接在一起，再將兩根單模光纖分別與寬帶光源和光譜分析儀相接，通過(guò)光譜分析儀則可觀察濾波器的梳狀譜。基于雙芯光纖耦合型的濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，但是由于軸對(duì)稱雙芯光纖與單模光纖的模場(chǎng)不匹配，會(huì)影響濾波器的耦合效率以及插入損耗。

改進(jìn)的基于軸對(duì)稱雙芯光纖的耦合型濾波器

為減小插入損耗，研究者們提出了一種改進(jìn)的基于軸對(duì)稱雙芯光纖的耦合型濾波器。該濾波器通過(guò)在線監(jiān)測(cè)濾波器輸出功率的方法，將兩根普通單模光纖的芯子通過(guò)錯(cuò)位方式分別和一段長(zhǎng)度為L(zhǎng) 的兩個(gè)纖芯相同的軸對(duì)稱的非同軸雙芯光纖的其中一個(gè)纖芯熔接在一起。這種濾波器插入損耗較小，但是需要分別精密對(duì)準(zhǔn)單模光纖與雙芯光纖的其中一個(gè)芯子，花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，仍然存在一定的難度。

基于軸偏移雙芯光纖的耦合型濾波器

為解決以上問(wèn)題，這里提出基于軸偏移雙芯光纖的耦合型濾波器。該濾波器將兩根單模光纖的芯子分別和一段長(zhǎng)度為L(zhǎng) 的兩個(gè)纖芯相同的軸偏移雙芯光纖的中心纖芯熔接在一起。由于單模光纖和軸偏移雙芯光纖的中心纖芯的波導(dǎo)對(duì)稱性，這種濾波器有利于雙芯光纖與單模光纖纖芯接續(xù)點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行模場(chǎng)匹配，制作時(shí)間較短，能夠減小單模光纖和雙芯光纖之間的插入損耗，從而提高整個(gè)濾波器的性能。

基于軸對(duì)稱雙芯光纖的Mach-Zehnder 干涉儀

該干涉儀將兩根普通單模光纖的芯子分別和一段長(zhǎng)度為L(zhǎng) 的兩個(gè)纖芯折射率不相同( 即失配雙芯光纖) 的軸對(duì)稱的非同軸雙芯光纖的中心熔接在一起。雙芯光纖的兩個(gè)纖芯因存在差異而產(chǎn)生有效折射率差使光信號(hào)在兩個(gè)纖芯傳輸時(shí)產(chǎn)生相位差，在兩路光信號(hào)耦合到單模光纖時(shí)發(fā)生干涉。這種干涉儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，但是單模光纖與雙芯光纖熔接處由于模場(chǎng)不匹配而插入損耗較大。

為了解決上述干涉儀中插入損耗的問(wèn)題，研究者們提出了一種改進(jìn)的基于軸對(duì)稱雙芯光纖Mach-Zehnder 干涉儀。該干涉儀在兩處單模光纖與雙芯光纖熔接的位置分別進(jìn)行熔融拉錐使單模光纖和雙芯光纖的模場(chǎng)實(shí)現(xiàn)較好的匹配，但是利用這種方法進(jìn)行熔融拉錐的精確位置不容易確定。

改進(jìn)的基于軸偏移雙芯光纖的Mach-Zehnder干涉儀

由于實(shí)際操作中不能確保拉制雙錐區(qū)域光纖具有良好的形狀對(duì)稱性的問(wèn)題，在此提出一種改進(jìn)的基于軸偏移雙芯光纖的Mach-Zehnder 干涉儀。該干涉儀將兩根普通單模光纖的芯子分別和軸偏移的非同軸雙芯光纖的中心纖芯熔接在一起，并在雙芯光纖上選擇兩處合適的位置進(jìn)行熔融拉錐。這種濾波器有利于雙芯光纖與單模光纖纖芯接續(xù)點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)，制作時(shí)間較短，能夠減小單模光纖和雙芯光纖之間的插入損耗; 同時(shí)能夠很好地控制兩個(gè)芯子間的能量耦合，從而提高整個(gè)濾波器的性能。

光連接器

光連接器的主要用途是用以實(shí)現(xiàn)光纖的接續(xù)。研究者們提出一種新型的基于雙芯光纖的連接器。將軸對(duì)稱的非同軸雙芯光纖( TCF) 連接到兩對(duì)芯子的相速度不一致的非對(duì)稱的雙對(duì)芯光纖( DPCF) ，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)端的DPCF 和雙子芯光纖最終分別與兩個(gè)單模光纖連接。此光連接器因低損耗和低信號(hào)串?dāng)_的特征，有良好的應(yīng)用前景。

光纖放大器

基于雙芯光纖制作的摻鉺光纖放大器，可自動(dòng)提供信道功率均衡，忽略放大器之間的損耗變化和信號(hào)的瞬態(tài)交叉飽和。該器件主要利用了信道的空間分離作用和鉺離子與功率相關(guān)的飽和特性。在雙芯摻鉺光纖均衡放大器中，兩纖芯均為Er3 + 摻雜。研究者們提出一種增益平坦的雙芯摻鉺光纖放大器。此放大器能在一定程度實(shí)現(xiàn)輸出功率均衡，適合未來(lái)通信發(fā)展中多信道多級(jí)放大波分復(fù)用光纖系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的要求。

光分插復(fù)用器

光分插復(fù)用器的作用是上傳和下載信號(hào)的節(jié)點(diǎn)，是長(zhǎng)途干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的重要組成部分。研究者們提出一種基于雙芯光纖的分插復(fù)用器。在兩根纖芯中寫入等長(zhǎng)的光纖光柵后，從A1端輸入不同波長(zhǎng)的信號(hào)光，光在非光柵區(qū)域相互耦合后進(jìn)入光柵段，利用布拉格光柵將特定波長(zhǎng)的光信號(hào)反射從B1端輸出，而其余信號(hào)則繼續(xù)向前傳輸，從而達(dá)到下載信號(hào)的作用。同理反方向輸入可實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的上傳功能。

全光開(kāi)關(guān)

光開(kāi)關(guān)是對(duì)集成光路或者傳輸線路中的光信號(hào)進(jìn)行相互邏輯操作或轉(zhuǎn)換的光學(xué)器件。研究者們提出了基于雙芯光纖的全光開(kāi)關(guān)，其原理是利用雙芯光纖的耦合特性。