Optische kabel, koppelingen en splitters
Er zijn veel verschillende soorten glasvezelkabels; zoals getoond in Fig. 1, is het mogelijk om meerdere vezels te verpakken in een enkele unibody-kabel of in een lint- of zipcord-structuur. Bundels van vezels waarvan de uiteinden worden gebonden, geslepen en gepolijst, kunnen flexibele lichtpijpen vormen. Natuurlijk is het mogelijk om de vezels op een zodanige manier te bundelen dat er geen vaste relatie tussen de locatie van een ingangsvezel en een uitgangsvezel is; het hoofddoel van dergelijke structuren is om licht van de ene locatie naar de andere te geleiden, ter verlichting als voorbeeld; deze worden soms aangeduid als incontinent, voor belichting als voorbeeld; dit worden soms incoherente bundels genoemd, hoewel ze weinig te maken hebben met de optische coherentietheorie. Het interessante geval van Amore is wanneer de vezels zorgvuldig zijn gerangschikt zodat zij dezelfde relatieve posities innemen aan beide uiteinden van de bundel; dergelijke bundels zouden coherent zijn. Een coherente bundel van single-mode vezels is in staat om een hoge kwaliteit beeld uit te voeren, zelfs wanneer de bundel zeer flexibel is gemaakt; dergelijke vezelreeksen hebben vele toepassingen in afgelegen zichtsystemen en worden gebruikt in optische vezel-endoscopen voor medische toepassingen. Niet alle vezelarrays zijn flexibel gemaakt; gefuseerde, stijve bundels of mozaïeken kunnen worden gebruikt om laag-resolutie glasplaatjes in kathodestraalbuizen te vervangen. Mozaïeken bestaande uit honderden tot miljoenen afzonderlijke vezels met hun samengesmolten bekledingen hebben mechanische eigenschappen in de vorm van een homogeen glas. Een andere veel voorkomende toepassing van mozaïeken is als veldverzachter.
Als het beeld dat wordt gevormd door een lenssysteem op een gekromd oppervlak valt, is het vaak wenselijk om het in een vlak te hervormen, bijvoorbeeld om een fotografische filmplaat te passen. Een mozaïek kan op één kopvlak worden gemengd en gepolijst om overeen te komen met de contouren van het beeld en op het andere oppervlak om overeen te komen met de configuratie van de detector. Op dezelfde manier kan een vel versmolten, taps toelopende vezels worden gebruikt om een afbeelding te vergroten of om een afbeelding te miniaturiseren, afhankelijk van hoe het licht het kleinere of grotere uiteinde van de vezels binnengaat.
Veel eenvoudige apparaten zoals glasvezel-splitters, koppelingen en combiners zijn vervaardigd; de meest voorkomende technieken zijn vezeltaaperingstherapie. Andere fabricagetechnieken kunnen ook worden gebruikt, waaronder micro-optica en geïntegreerde optische componenten; Optische vezelinrichtingen zijn echter bijzonder nuttig omdat ze kunnen worden ingevoegd in bestaande netwerken als slechts een ander stuk kabel. Een van de meest gebruikelijke apparaten is een taps toelopende vermogenssplitser voor glasvezel, vaak geïmplementeerd in single-mode glasvezel. Bij dit proces worden twee glasvezels met hun beschermende omhulsels dicht bij elkaar en evenwijdig aan elkaar gebracht, vervolgens samengesmolten en uitgerekt met behulp van een toorts of een soortgelijke warmtebron. Licht dat aanvankelijk in slechts één vezel is gelinieerd zal gedeeltelijk worden gekoppeld in de aangrenzende vezel terwijl het zich door het taps toelopende gebied voortplant. Licht dat zich voortplant in de single-mode vezel is niet beperkt tot de kern maar strekt zich uit tot in de omringende bekleding. In het geval van een vezelafwijking is aangetoond dat licht dat zich voortplant door de ingangsvezelkern eerst wordt overgebracht naar het bekledingsinterface wanneer dit het taps toelopende gebied binnentreedt, dan naar de kernomhullende modus van de aangrenzende vezel. Het licht gaat terug naar de basismodi wanneer het de taps toelopende reion verlaat. Dit staat bekend als een koppelingsapparaat met bekledingsmodus. Licht dat wordt overgedragen naar een hogere-ordemodus van de kernbekledingsstructuur wordt gemakkelijk weggestript door de hogere brekingsindex van de vezelbekleding, resulterend in overmatige verzwakking. Het eenvoudigste geval van lichte koppeling van de bekleding van de ene vezel in de andere door een gefuseerde taper kan worden beschreven tot een goede benadering door de scalaire golfvergelijking en eerste-orde verstoortheorie; als het licht zich langs de as voortplant, wordt de uitwisseling van optische macht, p, gegeven door
Waar zijn de voortplantingsafstand en bekleding, materiaaleigenschappen en de overlappingsafstand tussen de twee vezels. Hoewel dit slechts een benadering is en de termen van hogere orde verwaarloost, weerspiegelt het wel de sinusoïdale afhankelijkheid van gekoppeld vermogen op golflengte en de afhankelijkheid van krachtoverdracht op manteldiameter en andere effecten. Conische koppelingen kunnen worden gebruikt om golflengten van elkaar te scheiden met behulp van deze afhankelijkheid; door de juiste keuze van de lengte van het apparaat en de taper ratio kunnen twee golflengten worden gemaakt om uit twee verschillende uitgangspoorten te komen. Sommige toepassingen omvatten filters voor golflengteverdeling multiplexing (WDM) systemen, of multiplexsignalen en pompstralen in een erbium-gedoteerde vezelversterker. In sommige gevallen, zoals Fiber Splicer, is het wenselijker om de afhankelijkheid van gekoppeld vermogen op golflengte te verwijderen; acromatische koppelingen kunnen worden vervaardigd door twee vezels met verschillende propagatieconstanten te gebruiken. Deze staan bekend als ongelijke vezels; in de meeste gevallen worden vezels ongelijksoortig gemaakt door hun bekledingsdiameters of bekledingsindices te veranderen. In dit geval moet de voorgaande vergelijking voor gekoppeld vermogen worden gewijzigd en de kracht versus afstand is niet eenvoudig sinusvormig, maar wordt veel comlexer.
Andere benaderingen zijn ook mogelijk, zoals het taps toelopen van de inrichting zodanig dat de modi zich ruim voorbij de bekledingsgrenzen uitstrekken, of de vezels inkapselen in een derde materiaal met een verschillende brekingsindex. Vaak is het wenselijk om derde materiaal met een andere refractieve index. Vaak is het wenselijk om meerdere vezels samen te spitsen zodat een invoersignaal wordt gesplitst tussen veel uitvoervezels. Typisch wordt een enkele invoer gesplitst in outputs, waarbij de configuratie van vezels in het taps toelopende gebied de uitvoervermogensverdeling beïnvloedt; er moet voor worden gezorgd dat een uniforme optische energieverdeling over de uitgangsvezels wordt bereikt. Het optische vermogen dat is gekoppeld van de ene vezel in de andere kan ook worden veranderd door het taps toelopen door de taps toelopende inrichting in het middelpunt ervan te buigen; in een andere kan ook worden veranderd door het taps toelopende apparaat in het midden ervan te buigen; dit frustreert gekoppelde krachtoverdracht. Het verplaatsen van een uiteinde van een 1 cm lange tapsheid met slechts 1 mm kan bijvoorbeeld het gekoppelde vermogen overnemen. Toepassingen voor dit effect omvatten variabele optische verzwakkers en optische schakelaars.
