光纤——棱镜耦合是一种常用的技术，用于缓解边耦合中十分棘手的准直问题。当导光中心薄膜层外部是空气时，实际中常采用这种方法将光耦合进集成光路。假设有一准直的激光束入射，进入棱镜后在底边以I临界角反射。众所周知，入射波与反射波之间会发生干涉，从而在棱镜中产生驻波分布。另外，在棱镜底部的空气区域还存在一个消逝场。同时，我们也知道波导中传播模的场会延伸到中心薄膜上方的空气中。如果空气缝隙很小(半波长量级或更小)，则棱镜的衰减场和中心薄膜的延伸场会互相影响，也就是说两者之间会发生耦合，导致能量从棱镜转移到中心薄膜中去。从已有的知识可以认为，从一个以临界角反射的表面透射出能量似乎是不可能的。但是有一点需要注意的是，全反射理论是在假设两种介质的边界是无限延伸的前提下得到的。将平板波导放置在棱镜底边附近实际上已经改变了这个前提，当然只是稍加改变。以I临界角反射时，光能量部分透射的现象称为失效的内全反射。
对于强耦合，沿波导某点进入到中心薄膜中的场在相位上必须与已经存在的波的相位一致。换句话说，棱镜中波的纵向传播因子必须与中心薄膜中波的纵向传播因子相等，这可称为同步(或相位匹配)条件。
由此可见，制作棱镜耦合器必须使用高折射率材料。找到这样的材料并非易事。金红石的折射率大于2，经常用来制作有高折射率中心薄膜的棱镜耦合器。而燧石玻璃棱镜比较适合用于与玻璃之类的低折射率材料中心薄膜进行耦合。需要注意的一点是，所有用于制作波导和棱镜的材料的折射率都是随波长变化的。
为了获得最大耦合效率j还必须保证入射光束与棱镜之间的相对位置较为合适。考虑一个激光器，发出的光斑尺寸为叫的高斯光束。考虑光源右边到棱镜末端的区域，在这段距离上有可能将中心薄膜辐射出的波再耦合进棱镜。这将导致波导中场的衰减。对整个耦合系统而言，将导致总的耦合效率降低。如果将输入光束向棱镜末端移动一点，可能获得更高的耦合效率。当输入光束实际上超过棱镜末端少许时，可以获得最优耦合。输入光束的功率密度在超过其中心时已经变得很小了，因此只有很少一部分光功率是从光束右边被耦合进中心薄膜的。同时，中心薄膜中的场在刚好对准波导的位置是比较强的。强的波导场又会重新耦合进棱镜。所以超过某一最佳位置后，耦合进棱镜的光功率反而比耦合进中心薄膜的光功率还要大一些。所以只有稍微在输入光束终止前结束耦合过程，才能获得最优的耦合效率。满足上面的条件，可获得最大的耦合效率为81%。
因为棱镜与中心薄膜之间的耦合是互易的，所以棱镜也可用做输出耦合器。此时同步条件仍然适用，因此具有不同内部角度模式的出射方向也不相同。可以利用这种特性对波导中实际存在的模式进行实验观测。输出光束的数目也就是模式的数目，光束的角度则标明某一特定模式。输出光束投射到屏幕上时，形成称为优线的线条。标号聊对应模式TE和TM的下标。由于耦合沿棱镜的底部是连续的，因此可以从波导中取出所有光功率，惟一的要求是棱镜底边必须足够长。从棱镜中发射出的光不再是高斯形的，而是会有些偏斜。根据互易原理可知，如果将这种形状的光束入射到棱镜中，耦合效率将达到100%。正是因为最优光束与对称高斯光束之间存在差异，因此常用高斯光束的耦合效率不会超过8l%。
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