熔融拉锥耦合器是由两根互相平行的光纤组成。将两根光纤绞在一起，加热至熔融状态，并同时缓慢拉伸光纤，可以制成各种光纤熔融拉锥器件（FBT，Fused Biconical Taper）。FBT器件属于全光纤型器件，具有损耗小和体积小的优点，在光通信系统中得到广泛应用。

在制造过程中，端口P0端持续输入光波，然后实时监控每个输出端口的输出功率。当达到设计的耦合比时，全自动的制造过程就会停止拉伸，这个过程就被称为熔融拉锥过程。

模式耦合

FBT器件的最基本原理是模耦合理论，假如在一段波导中可以传输多个模式，当存在微扰时，比如波导直径的变化，这些模式之间将发生能量交换，即模式之间发生耦合。模式之间的耦合系数，与模式之间的传播常数差有关，传播常数越接近则耦合系数越大。

锥度限制

光纤融锥区直径逐渐减小，如果直径变化太快，则有高阶模式被激励而产生损耗。对锥度的限制，对应拉锥过程中的外拉速度。

在制造过程中，端口P0端持续输入光波，然后实时监控每个输出端口的输出功率。当达到设计的耦合比时，全自动的制造过程就会停止拉伸，这个过程就被称为熔融拉锥过程。

单光纤融锥区

单光纤融锥区可以分成A、B、C三部分，分界点为P、Q两点。当光纤直径逐渐减小时，归一化截止频率同时减小，纤芯中的模场逐渐扩大；在P、Q点归一化频率减至临界值，模场不再限制于纤芯中传输，而是转换至包层/空气构成的波导中传输，此时纤芯的作用可以忽略。

- 包层/空气折射率差远大于纤芯/包层折射率差，而B区的直径也较纤芯直径大，因此B区包层/空气波导的归一化频率远大于A区，为多模波导。

- 在B区的起点P只有最低阶模式HE11被激励，之后将与其他模式之间发生能量耦合，其中最主要是与临近模式HE12之间的耦合，因为二者的传播常数最接近。

到达Q点时，只有HE11模能够被输出光纤重新俘获为纤芯/包层模式，耦合到HE12模中但还没有回到HE11模中的能量将成为C区及其后光纤中的高阶模式而损耗掉。

单光纤融锥区的HE11模和HE12模

- HE11模与HE12模在B区的耦合是循环的，取决于耦合系数及B区长度，因此单光纤融锥区的透过率与拉锥长度相关，以一定拍长循环。

- 两个模式之间的耦合拍长与波长相关，因此单光纤融锥区的透射率是波长相关的。

• 两个模式之间的耦合随外界媒质变化，如浸泡在匹配液中形成包层/匹配液波导，而不是包层/空气波导，透射率也会改变。

双光纤融锥区

双光纤融锥区与单光纤融锥区相似，双光纤融锥区也可以分成三部分，在P点由纤芯/包层模式转换为包层/空气模式，在Q点被重新俘获为纤芯/包层模式。

双光纤融锥区的偶模和奇模

与单光纤融锥区不同的是，双光纤融锥区的B区是椭圆形，发生模式耦合的是偶模和奇模，其模场在椭圆截面中的分布如图5所示。

双光纤融锥区近似模型

光纤融锥区的光纤直径变化

双光纤融锥区可用上图模型近似，其中W为加热源如火头的宽度（对来回扫动的加热源可等效为某一宽度），L为单侧拉伸长度，假设在W宽度之内的锥区直径为常数，在两边则按指数规律增加。