光纤固定连接器
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光纤连接器
• 光纤连接器主要指标—(2)回损(后向反射损耗)
• 用以衡量输入光功率中从连接器反射并沿输入通道反向 传输的光 功率占输入光功率的份额。
• 表示为光纤连接处后向反射光对输入光的比率的分贝数:
RL:插损,Pi:输入端光功率,Pr:后向反射光功率
•会引起激光器相对强度噪声、非线性啁啾及激射飘移等,使通信系统性 能恶化。 •回损越大越好,以减少反射光对光源和系统的影响。 •典型值初期要求应不小于25dB,现要求不小于38dB。
操作方法
• 1.光线的制备
用剥线钳将光纤剥出30-40mm长的裸纤;用切割钳或剪断钳将光纤切断,使端面与纤 芯垂直,并使切割后的光纤保留一定长度;用四十倍的笔式显微镜检查光纤端面是否 与纤芯垂直,裸纤是否干净。
• 2.光纤的插入
将光纤从芯件的导引槽插入V形槽,直至涂覆层也进入导引槽内,插入一根光纤后,在 处理另一根光纤。操作时应尽量避免沾污光纤。
这种接头具有如下特点: 1.当光纤外径有差别时,在外力的作用下,V形槽将发生微量 形变,可以补偿由于光纤外径存在差异而产生的对准误差。 2.由于在同一条V形中定位,两根光纤的轴向精度得以充分保 证,没有轴向误差。 3.采用截断法能获得高质量的端面,使光纤实现良好接触,基 本上消除光的散射。 4.在制作接头时,芯件的V形槽中放有匹配液,用来消除光纤 连接时的菲涅尔反射损耗,减少光的后向反射。
这种固定接头操作方便,体积很小。
套管式固定接头
这一类固定接头的结构原理与活动连接器完全一致,它的主要 零件也是插针和套筒。但是在材料的选择和外形设计上与活动 连接器有很大的区别。插针和套筒可以是陶瓷、金属、玻璃、 和塑料等等;外形设计要更多的考虑如何将固定接头位置在光 缆头盒中。插针端面要现场粘接、研磨,端面之间要加注匹配 液。
• (5)接头体积应小 ,易于放置 、保护。
• (6)费用低, 材料易于加工或选购
光纤连接器
光纤固定连接器主要指标—(1)插损
•插损定义为:
光纤中的光信号通过连接器之后的输出光功率与输 入 光功率比值的分贝数 。
式中Pi 为输入端光功率, Po为输出端光功率。
•插损越小越好,ITU建议应不大于0.5dB。 •多模光纤连接器注入的光功率应当经过稳模器以滤去高次模, 使光纤中的模式为稳态分布,以准确衡量连接器插损。
机械式
除熔接法之外,还有V形槽法,毛细管法和套管法也是 经常采用的固定连接方法。 用这些方法制作的固定接头插入损耗很小,有一定的后 项反射光。其指标稍低于熔接法,但是有小巧灵活、操 作简便,适合野外作业的优点所以在短途干线、设备抢 修、野战等方面多有应用。从发展的角度看,在指标进 一步完善之后也是可以与熔接法一比高下的。尤其在多 芯光纤连接方面,还有着熔接法难以比拟的优势。如下 图分别显示了V形槽法、毛细管法和套管法的内部结构。
驱动机构是按照光纤对准机构和微机的指令动作的。 那么,光纤对准的机理是什么呢?光纤的对准有下述三 种方法。 1.功率监测 功率监测法是从一根光纤注入光信号,通过另一根 光纤检测光信号,调节三维驱动机构使输出光信号达到 最大值。这种方法最直观,为许多熔接机生产厂家所采 用
• 功率监测的三种方式,即: (1)RIRDS---远端注光,远端测光; (2)LDS---远端注光,本地测光; (3)LIDS---本地注光,本地测光; 邮电通信仪表厂生产的FAS-2型单模光纤熔接机就是采用 LIDS的纤芯对准技术。
光纤连接器
光纤固定连接器——制作方法(1)熔接法
用加热的办法将光纤熔融接合在一起。 操作得当,熔接机设计合理,则插入损 耗很小, 无后向反射光——理想接头 熔接方法分: 电弧熔接 氢焰熔接 激 光熔接
Baidu Nhomakorabea
eg.电弧式光纤熔接机
光纤连接器
光纤固定连接器——制作方法(a)电弧熔接
采用电极高压放电使光纤熔融连接。 操作方便,熔接质量高(插损均值 <0.1dB)、接头一致性、稳定性等性能好 应用广泛,光纤固定连接必不可少的机 具,形成多种型号和规格的产品。 组成:光纤准直与夹紧结构、对准机构 、电弧放电机构、控制机构4部分。 电弧放电和光纤对准可通过微机控制实 现自动化作 业。
光纤连接器
光纤固定连接器(固定接头或接线子)
电弧熔接
固定 连接 方式
热熔接(热接)
氢焰熔接
激光熔接 V型槽法
机械式(冷接) 毛细管法
套管法
光纤连接器
光纤固定连接器(固定接头或接线子)
制作方法:
•熔接法: 应用最广。插损很小,无后向反射光,理想接头 •V形槽法: 多芯连接。插损小,后向反射小,小巧、易操作 •毛细管法: 插损小,一定后向反射光,小巧、易操作,适合野外作业 •套管法: 插损小,一定后向反射光,小巧、操作简便,适合野外作业
如图是美国AT&T公司应用的一种套管式固定接头。 这里的插针和套筒均采用工程塑料制作。插针与光纤粘接、研磨之后,将 插针插入套筒之中,再将光纤、插针、套筒置于专门设计的夹具盒中,一层 夹具盒放置18个接头。夹具盒可以叠加起来放置在光缆接头盒中,形成积木 式结构。
插针与套筒均采用模压成型技术制造,只要模具的 精度达到要求,插针与套筒的一致性是有保证的。配以 必要的粘接、研磨工具,现场操作快捷方便。在插针、 端面之间充匹配液之后,菲涅耳反射得以消除,插入损 耗可以做到0.1dB一下,回波损耗达到45dB以上。
从表中不难看出,该固定接头具有很好的环境适应能力。 特别值得一提的是,它在油中浸泡的密封性能非常好,这是其 他连接方法所不具备的。
毛细管固定接头
毛细管固定接头一般采用玻璃材 料制作,他的接续原理是:将两 根处理好的光纤,从两头穿入毛 细管内,利用其精密的内孔使两 根光纤纤芯对准;在两光纤端面 之间加入匹配液,消除菲涅耳反 射,降低插入损耗,减小后向发 射;用机械方法使光纤紧固。光 纤包层外径与毛细管内径值差控 制在1um以内
对中原理:在连接点附近弯曲光纤,通过光耦合器注光,在另一侧通过 光检测器检测出来的光功率,通过三维机构在X、Y、Z三个方向移动光纤, 则光功率的显示值随之变化。当Z方向调到预定值,在同时调节X、Y方向, 使光功率达到最大,表示纤芯已经对准。
2.纤芯直视 就光纤而言,空气和包层的折射率差为40%,包层和纤芯之间的折射率差为 0.3%.当一束平行光照射到光纤上时,由于光纤本身的透镜效果,使光通过光纤断 面时往中心折射,在焦平面上产生明暗的图像。在高倍显微镜或是电视屏幕上,可 以看到光纤的纤芯和包层的界面,分别以高灰度的俩条带状的细黑线显现出来,夹 在俩条细黑线之间的部分即为纤芯。全自动的熔接机将接收到信号经过图像处理从 X、Y、Z方向检测纤芯的位置,将纤芯对准的偏差信号送给微机控制系统,从而驱 动步进电机,自动地纠正偏差,进行纤芯对准。
各有优缺点,都能制作出满足工程需要的固定接头
熔接法
光纤连接器
熔接法是利用光纤熔接机来实现光纤的连接。其特点是在光纤熔接 机 内 , 当两光纤轴心对准之后 , 采用加热光纤端面的方法使其熔化 , 从而达到两光纤的良好接续 。现在光纤熔接机大都是采用气体放电熔 接法 , 因为该方法具有操作方便、体积小、熔接时间短、温度分布和 热量能够得到控制等优点。到目前为止 , 我们进行的光纤固定接续大 部分都是采用熔接法。 因为这种方法的显著优点是光纤连接损耗低 , 安全可靠 , 受外界因素的影响小
光纤对准机构
在熔接光纤之前,一般要通过手动或自动装置使纤芯完全对 准。为了完成这一过程,俩个V形槽的基座均固定在三维驱动机 构上,使V形槽可以在X、Y、Z三个方向上移动。驱动机构由丝 杆和步进电机(或手柄)构成,精度很高。一般为每步0.1微米, 更精密的达到0.01微米。通过三个驱动机构的调整,使光纤纤芯 的横向错位、角度偏差得以消除,端面之间的间距达到预定的大 小。
• 3.光纤的压接
当两根光纤都插入芯件,并且确认其端面已接触之后,在将光纤和芯件置于压接台上。 将压盖盖在芯件上,用收施力,使其压下约四分之一处。再将压板压住压盖,用手慢 慢将压盖压到底,接续即告完成。
• 4.接头的拆卸
借助压接台上的拆卸块,可以拆开芯件和压盖,抽出光纤,拆卸完毕
• 5.复接
拆卸的芯件和压盖可以重复使用4-5次
FMS-1型光纤固定连接器由芯件和压盖两个原件构成。它们均有铝合 金片制作而成。芯件的制作过程是:先在铝片上加工出对准槽(即V形槽) 和导引槽(即稍大的V形槽),然后将铝片对折叠组成芯件。压盖是将铝 片弯折成U字形,用于夹紧芯件,固定光纤。 芯件的双片之间有一微小的间隙,便于光纤插入。光纤通过导引槽 进入到对准槽中。当两根光纤的端面接触后,压下压盖,芯件双片合拢, 产生对光纤径向压力,使其在对准中精确定位和对准;光纤涂覆层也被 导引槽同时锁紧,形成固定接头。
光纤连接器
光纤固定连接器-制作方法(b)氢焰熔接
用于一些特殊的场合,如海底光缆 的光纤熔接。其特点是接头强度高, 但火焰的控制较为困难。
光纤连接器
光纤固定连接器-制作方法(c)激光熔接
如CO2激光加热熔接光纤,其特 点是加热环境非常洁净,接头 强度高,但设备昂贵。
光纤连接器
目前 ,光纤的固定连接多数采用电弧熔接法。虽然它对熔接设备的 精度要求很高, 但熔接法接头基本上满足了上述工程要求。良好的熔 接平均损耗普遍可以达到 0 .1 dB 以下 ,其长期稳定性也比较好, 即使 条件恶化、温度变化较大时附加损耗一般小于 0 .01 dB。从经济性方 面看,除一次性投资购买自动熔接机费用外 ,每个接头附加材料等费用 较低
光纤固定连接器——V形槽固定接头
插入损耗很小,有一定的后向反射光,指标略低于熔接
法。
携带方便、操作简单,无需贵重仪表设备。
在线路抢修、短距离线路连接、特殊环境光 纤连接等现
场,特别架空作业和我国县以下地 区使用中很受欢迎。
V形槽的制作工艺很多,设计结构也各有不同,但基本原 理是一样的。下面以邮电部固体器件所研制的FMS-1型光 纤固定连接器为例,说明这种街头的基本原理和使用方法。
光纤熔接机
光纤熔接机
光纤熔接机的结构
实现光纤熔接的设备是光纤熔接机,光纤熔接机由下述4部分组成: 一.光纤的准直与夹紧机构; 二.光纤的对准机构; 三.电弧放电机构; 四.电弧放电和电机驱动控制机构。
光纤准直与夹紧机构
光纤的准直与夹紧机构由精密V形 槽和压板构成。精密V形槽的作用是是 一对(或几对)光纤不产生轴偏移;压 板使光纤固定在V形槽内。然而,即使 如此,置于V形槽内的光纤,还存在这 微小的轴偏移。消除这种轴偏移的一个 方法就是所谓的自调芯作用。它是指: 在放电加热时,光纤表面将产生张力。 这种表面张力将使微小的轴偏移得到纠 正。右图显示了准直机构的准直原理。
光纤固定连接器基本介绍
光纤连接器
定义:以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来的器件 方法:采用某种机械或光学结构使两根光纤的纤芯对准 性能:实现光路接续,保证光纤网络90%以上光通过
光纤连接器
永久性光纤连接器:
分类
采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现
活动性光纤连接器:
光纤活动连接器
指标
插入损耗(简称插损) 回波损耗(简称回损) 谱损耗、背景光耦合、串扰、带宽等等; 对于活动光纤连接器还有重复性和互换性
光纤连接器
光纤固定连接器(固定接头或接线子)
工程要求:
• (1)连接损耗要小 ,能满足设计要求 , 且应具有良好的一致性。 • (2)连接损耗的稳定性要好, 一般接头要求 -20℃~ 60 ℃范围内温度变化 时不应有附加损耗产生。 • (3)具有足够的机械强度和使用寿命 。 • (4)操作尽量简便 。
光纤固定连接器
报告人:xxx xxx xxx
信息光电子系统
光源
信息载 或光控制
光传输
光探测
显示、存储
光通信无源器件技术
光纤通信网络、光纤传感及其他光纤应用领 域不可缺少的光器件; 工作原理——遵守光线理论和电磁波理论; 各项技术指标、计算公式、测试方法等与纤
维光学、集成光学息息相关。
光纤连接器
光纤固定连接器(固定接头或接线子)
作用:
使一对或几对光纤之间形成永久性连接
要求: • 损耗低、后向反射光小、操作简便、性能稳定
• 对互换性、重复性没有要求
光纤连接器
光纤固定连接器(固定接头或接线子)
应用场合:
光纤固定连接主要用于光缆传输线路中光纤的永久性连接,它是光 缆线路工程中的一项关键性技术, 光纤接续质量的优劣不仅影响 光缆传输损耗的容限 ,影响传输距离的长度,而且影响系统使用的 稳定性、可靠性同时由于固定连接点多量大、路长面广, 接续工 作与工期 、效益等有着非常重要的关系 。