光纤端面处理工艺流程
光纤端面烧结-概述说明以及解释
光纤端面烧结-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:光纤端面烧结是一种常见的光纤加工技术,它通过高温熔炉将光纤的端面加热至熔点,使其具有较高的强度和稳定性。
在光通信、光传感和光子器件等领域,光纤端面烧结技术被广泛应用,以满足对光纤连接的高要求。
光纤端面烧结的过程主要包括清洗、对齐、加热、压制和冷却等步骤。
其中,关键的一步是将两根光纤的端面精确对齐,并在一定的温度和压力下进行烧结加固,以实现稳定可靠的光信号传输。
光纤端面烧结的主要原理是通过热膨胀和材料的粘结力来实现光纤的连接。
当加热光纤时,光纤材料会因为热膨胀而发生微小的位移,这时候将两根光纤的端面对齐并施加一定压力,光纤材料就会在高温下发生固态烧结,形成牢固的连接。
光纤端面烧结技术具有许多优点,包括连接稳定可靠、传输损耗小、机械强度高、耐高温等。
它不仅可以应用于光纤连接领域,也可以用于制备光纤耦合器、光栅和光子晶体等光子器件的制备中。
然而,光纤端面烧结技术也存在一些局限性,如烧结过程对工艺要求高、需要使用昂贵的设备和材料、容易受到外界环境的影响等。
同时,随着光纤通信技术的不断发展,对光纤端面烧结的要求也在不断提高,对更高的连接稳定性和更低的传输损耗提出了新的挑战。
因此,对光纤端面烧结技术的研究和改进具有重要意义。
未来,我们可以通过改进烧结工艺和材料选择,进一步提高光纤端面烧结连接的性能和稳定性。
同时,结合其他先进的加工技术,如激光焊接、光纤激光切割等,可以进一步推动光纤端面烧结技术的发展,以满足不断变化的光纤连接需求。
文章结构部分的内容可以编写如下:1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要是对光纤端面烧结这一主题进行概述,并介绍本文的目的。
首先简要阐述光纤端面烧结的定义和原理,然后探讨其在应用领域中的意义。
引言部分将为读者提供对后续内容的整体了解,以便更好地理解和阅读正文部分的内容。
正文部分将分为2.1小节和2.2小节两个部分。
光纤熔接工艺
光纤熔接工艺是一种将两段或多段光纤永久性地结合在一起的技术,以实现光信号在光纤链路中的无损耗或低损耗传输。
以下是光纤熔接工艺的主要步骤:
1. 准备工作:
光纤端面处理:使用光纤剥线钳剥去光纤外皮和缓冲层,露出裸光纤(涂覆层),然后使用专用的光纤切割刀精确切割光纤,确保端面平整且无毛刺。
2. 清洁光纤端面:
使用含有酒精或其他光纤清洁剂的棉签对光纤端面进行细致清洁,去除灰尘、油污等杂质。
3. 光纤定位与夹持:
将清洁后的光纤放入光纤熔接机中,设备上的V型槽或夹具会自动固定住光纤,确保光纤轴向对齐。
4. 光纤对接与预放电:
纤维被机器自动或手动对准后,通过显微镜系统观察并调整位置,使得两根光纤端面尽量接近并达到最佳对准状态。
在正式熔接前,部分熔接机会先进行预放电,以便更准确地估算熔接参数。
5. 熔接过程:
设备根据预设或实时计算的熔接参数进行电弧放电,利用高温熔化光纤端面,使两者相互融合成一个连续的整体。
此过程需保证温度、压力和时间的精确控制,以获得良好的熔接效果。
6. 熔接后评估:
熔接完成后,熔接机会对熔接点进行光学检测,查看熔接损耗(如反射损耗、插入损耗等)是否满足标准要求。
如损耗过大,则可能需要重新调整熔接参数或重新熔接。
7. 保护熔接点:
对于户外或需要长期使用的光纤,熔接点通常会被放置到热缩套管或冷接子内,以提供额外的机械强度和防止环境因素导致的损害。
8. 文档记录:
记录每个熔接点的位置、损耗值以及熔接日期等信息,便于后续维护和故障排查。
以上是一个典型的光纤熔接工艺流程,实际操作时需遵循相关安全规程,并根据所用熔接机的具体型号和功能进行操作。
光纤端面处理、耦合与焊接技术
光纤端⾯处理、耦合与焊接技术1. 光纤端⾯处理、耦合与焊接技术⼀、实验⽬的1.掌握光纤头平端⾯处理技术;2.掌握光纤与光纤之间的耦合调试技术,体会光纤横向和纵向偏差对光纤耦合损耗的影响;3.掌握光纤焊接的基本技术。
⼆、实验原理1.平头光纤端⾯处理在光纤的各种应⽤中,光纤端⾯处理是⼀种最基本的技术。
光纤端⾯处理的形式可分为两种:平⾯光纤头与微透镜光纤头,前者多⽤于各种光⽆源器件以及光纤的连接与接续;后者则多⽤于光纤和各种光源及光探测之间的耦合。
本实验要求掌握平头光纤端⾯处理技术。
光纤端⾯处理的基本步骤为:1)涂覆层剥除;2)光纤头制备;3)光纤头检验。
1.1 涂覆层剥除在制备光纤头之前,⾸先要剥除⼀段光纤的套塑层与预徐覆层(约20—30mm 长),使光纤的包层裸露出来。
剥除套塑层的⽅法之⼀是⽤⼑⽚(如剃须⼑⽚)切削;使光纤头与⼑⼝之间成⼀⼩⾓度,⽤左⼿拇指将光纤头压在⼑⼝上,右⼿拉动光纤即可剥除套塑层.另外⼀种⽅法是将光纤头在塑料溶剂中浸泡⼏分钟,然后⽤脱脂棉擦除套塑层。
预涂覆层的剥除也可采⽤类似的⽅法进⾏。
在剥除套塑和预涂覆层之后,要⽤脱脂棉蘸⼄醇/⼄醚混合液将光纤头清洗⼲净,才能进⾏下⼀步光纤头的处理。
1.2 平⾯光纤头的制作对于平⾯光纤头的基本要求是,光纤端⾯应是⼀个平整的镜⾯,且须与光纤纤轴垂直.因此,将光纤简单地“⼀⼑两断”是不⾏的,必须根据光纤的材料与品种选择合适的端⾯处理技术。
对于⽯英系光纤,制备平⾯光纤头的常⽤⽅法有:加热法、切割法和研磨法。
本实验采⽤切割法。
“切割法”⼜称“刻痕拉断法” ,因为它是利⽤钻⽯或⾦刚⽯特制的光纤切割⼑先在光纤侧表⾯垂直于光纤轴轻轻刻⼀⼩⼝,然后施加弯曲应⼒拉动光纤使其折断。
利⽤这种⽅法制备平⾯光纤头的成功率⼀般较⾼,稍加训练即可获得满意的效果,因此已成为⾃前最常⽤的光纤头处理技术。
⽽且技术⼈员已利⽤“切割法”的原理制成了“光纤切剥钳”,集剥除与切割于⼀体,使⽤⼗分⽅便。
实验二 光纤端面处理与熔接
实验二光纤端面处理与熔接实验实验目的:1. 熟悉光纤的基本物理性能;2. 掌握光纤切割器、光纤涂敷层剥离钳、光纤熔接机的使用方法;3. 完成光纤端面处理与熔接。
实验仪器:1. A V33012光纤切割器2. A V6491E光纤熔接机3. CFS-2光纤涂覆层剥离钳(米勒钳)4. 康宁光纤实验原理:一、A V33012光纤切割器的原理与使用1.1 结构和各部分功能A V33012光纤切割器的结构如图2-1,各部分功能如下:小压板压紧光纤精密导轨给圆片刀提供运动方向上压板压紧裸光纤滑座推动滑座,圆片刀滑过光纤砧板在弹簧作用下砧板接触光纤而切断光纤支座为打开上固定座提供支点下压板压紧裸光纤圆片刀滑过光纤,在光纤表面留下滑痕光纤夹板给光纤定位并具有裸光纤长度标尺上固定座图2-1 AV33012光纤切割器的结构图1.2 工作原理裸光纤装夹在上下压板之间,滑动的圆片刀在崩紧的裸光纤表面留下微裂纹,砧板在弹簧作用下自动落下接触裸光纤使微裂纹扩展而切断光纤。
1.3 使用方法(1) 打开上固定座及小压板;(2) 用米勒钳剥去光纤涂覆层长约40mm,用棉球沾无水酒精将裸光纤擦拭干净;45角。
注:米勒钳平面与光纤成(3) 按所需长度将光纤放入光纤夹板;切段长为15—17mm(4) 先合上小压板,再合上上固定座;(5) 右手扶住刀座按箭头方向,轻轻滑动刀座,让圆片刀轻轻滑过光纤;(6) 砧板在弹簧作用下自动落下,接触裸光纤使微裂纹扩展而切断光纤;(7) 打开上固定座及小压板,取出光纤及断头。
1.4 使用注意事项(1) 光纤切割前一定要用棉球沾沾无水酒精将裸光纤擦拭干净;(2) 清洁刀片时,使用无水酒精,不能使用丙酮等其它溶剂;(3) 精密工具,要轻拿轻放,操作要轻;(4) 及时清理碎光纤,以防碎光纤进入导轨而损坏导轨;(5) 携带时应防碰撞。
二、AV6491E光纤熔接机的原理与使用2.1 构造熔接机是光、机、电一体化产品。
光纤端面研磨
光纤端面研磨在光通信中,光纤的质量和性能是至关重要的。
而光纤端面的质量直接影响着光传输的效率和质量。
因此,光纤端面的研磨是保证光纤质量的重要环节之一。
一、光纤端面的要求光纤端面的要求主要包括两方面,一是光学性能,二是机械性能。
1. 光学性能光纤的传输效果和质量与其端面的平整度和光泽度有直接关系。
光纤端面应该是光滑、平整、无划痕、无气泡、无杂质等缺陷。
同时,光纤端面的面积也应该足够大,以保证光的传输效率和质量。
2. 机械性能光纤端面的机械性能主要指其强度和耐磨性。
光纤端面应该具有足够的强度,能够承受光纤连接时产生的压力和拉力。
同时,光纤端面的磨损程度也应该尽可能小,以保证其长期稳定的性能。
二、光纤端面研磨的方法光纤端面研磨的方法主要包括机械研磨和化学研磨两种。
1. 机械研磨机械研磨是利用机械力和研磨粒子对光纤端面进行研磨。
机械研磨的优点是研磨速度快、效果好、成本低。
但是,机械研磨也存在一些缺点,比如研磨粒子易产生划痕,研磨过程中产生的热量容易导致光纤变形等。
2. 化学研磨化学研磨是利用化学反应对光纤端面进行研磨。
化学研磨的优点是研磨精度高、不会产生划痕、不会产生热变形等缺点。
但是,化学研磨的成本较高,研磨过程中的化学物质对环境和人体也有一定的危害。
三、光纤端面研磨的步骤光纤端面研磨的步骤主要包括以下几个方面:1. 清洗在进行光纤端面研磨之前,必须先将光纤端面清洗干净,以去除表面的灰尘、油脂、污渍等杂质。
2. 粗磨粗磨是将光纤端面研磨至平整度较高的过程。
一般采用机械研磨的方法,使用较大的研磨粒子进行研磨,以快速去除表面的凹凸不平。
3. 中磨中磨是将光纤端面研磨至更高的平整度的过程。
一般采用机械研磨的方法,使用较小的研磨粒子进行研磨,以去除表面的微小凹凸。
4. 细磨细磨是将光纤端面研磨至最高的平整度的过程。
一般采用化学研磨的方法,使用化学物质进行研磨,以去除表面的微小凹凸和化学反应产生的氧化物等杂质。
光纤端面研磨处理工艺流程
3、端头处理
选取光纤,用金刚石切刀对 光纤端面进行简单切割。
注意: 切割并非用刀切开整个光纤,而 是像划玻璃一样在光纤一侧制造 划痕,再用金刚石刀轻轻碰触即 可将光纤截断。
4、端头去涂覆层
使用剥线钳或丙酮浸泡
将涂覆层从光纤上去除。 剥线钳拨光纤示意图
注意: 拨涂覆层时对光纤的损伤。 所需拨掉的涂覆层长度
6)把皱型定位金属管移到连接器尾端和凯夫拉丝上。
6、切割、研磨
1)用一个光纤刻刀轻轻刻划光纤在环氧珠上的部分使用切削边平行于接头。
金刚石切刀正确的切割位置
2)研磨光纤露出环氧珠部分,直到光纤与环氧珠齐平
3)清洁抛光盘及研磨盘 4)将接头插入抛光盘
注意:
不要让光纤头突出过抛光盘的下表面。 保证光纤头与研磨片最初接触时不破 裂。
光纤端面研磨处理方案
一、光纤研磨方案目的 二、准备材料
三、材料价格及分析 四、光纤工艺流程
一、光纤研磨方案目的 问题: 由于在激光光纤耦合过程中,极易出现光纤端面破损或污染(其中 我们最初买来的10根0.2mm光纤和10根0.4毫米都已损坏,并且我们 买来的光纤端面本身也有质量问题)。
由于以上问题对我们的耦合效率及项目进度都有很大影响, 从而进行该方案的讨论。
二、需选材料
光纤连接器
剥线钳
金刚石切刀
研磨盘
抛光盘
金刚石磨料
针管、清洁剂、环氧胶、擦拭纸、光纤、显微镜、
三、材料价格及分析 第一方案是Thorlab光纤研磨材料的价格,替代方案用相对便宜材料的替换
四、光纤工艺流程
1、备料
2、光纤连接器清洗
把所需使用的光纤连接器浸泡在异丙酮里,浸泡几分钟拿出。 清洗光纤连接器,确认光纤插孔通透。
光纤熔接技术的操作步骤与技巧
光纤熔接技术的操作与技巧光纤熔接主要分为四个步骤:剥、切、熔、护。
所谓的剥:是指将光缆中的光纤芯剥离出来,这其中包括了最外层的塑料层,中间的钢丝,内层中的塑料层及光纤表面的颜色油漆层。
所谓的切:是指将剥好准备熔接的光纤的端面用“切割机”切齐。
所谓的熔:是指将两根光纤在“熔接机”中熔接到一起。
所谓的护:是指将已经熔接好的光纤接头部份用“热缩管”保护起来。
下面将详细介绍各个步骤地操作。
一、端面的制备。
光纤端面的制备包括剥覆、清洁和切割这几个环节。
合格的光纤端面是熔接的必要条件,端面质量直接影响到熔接质量。
1.1 光纤涂面层的剥除熟练掌握平、稳、快三字剥纤法。
“平”,即持纤要平。
左手拇指和食指捏紧光纤,使之成水平状,所露长度以5cm为它,余纤在无名指、小拇指之间自然打弯,以增加力度,防止打滑。
“稳”,即剥纤钳要握得稳。
“快”,即剥纤要快,剥纤钳应与光纤垂直,上方向内倾斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤,右手随之用力,顺光纤轴向平推出去,整个过程要自然流畅,一气呵成。
1.2 裸纤的清洁观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥除,若有残留应重剥。
如有极少量不易剥除的涂覆层,可用棉球沾适量酒精,边浸渍,边逐步擦除。
一块棉花使用2~3次后要及时更换,每次要使用棉花的不同部位和层面,这样既可提高棉花利用率,又防止了探纤的两次污染。
1.3 裸纤的切割切割是光纤端面制备中最为关键的部分,精密、优良的切刀是基础,严格、科学的操作规范是保证。
(1)切刀的选择切刀有手动和电动两种。
前者操作简单,性能可靠,随操作者水平的提高,切割效率和质量可大幅度提高,且要求裸纤较短,但该切刀对环境温差要求较高。
后者切割质量较高,适宜在野外寒冷条件下作业,但操作较复杂,工作速度恒定,要求裸纤较长。
熟练的操作者在常温下进行快速光缆接续或抢险,采用手动切刀为宜;反之,初学者或在野外较寒冷条件下作业时,直用电动切刀。
(2)操作规范操作人员应经过专门训练掌握动作要领和操作规范。
光纤端面研磨处理工艺流程
光纤端面研磨处理工艺流程首先是预处理。
预处理的目的是为了去除光纤端面的污染物和残留杂质,确保研磨的有效性和可靠性。
预处理一般包括下列几个步骤:1.清洗:使用低含量的有机溶剂或特定的清洗液对光纤端面进行清洗,去除表面的污染物。
清洗时要使用无粉尘的纤维棒,用柔软的布擦拭光纤端面,保持纤维端面的完整性。
2.确认:使用显微镜或光纤检测仪对清洗后的光纤端面进行检查,确认无剩余杂质和损坏。
3.修正:如有需要,对发现的损坏或有问题的光纤进行修复或更换。
完成预处理后,即可进行光纤端面研磨。
1.选择研磨片:根据不同的要求,选择相应的研磨片。
常用的研磨片有金刚砂片、钻石研磨片等。
2.粗磨:使用粗研磨片对光纤端面进行粗磨。
粗磨的目的是迅速修复载波线轮廓,并且去除表面的毛刺和凸起。
3.平磨:使用中号研磨片进行平磨。
平磨能够有效地将光纤端面磨平和光滑。
4.精磨:使用细研磨片进行精磨。
精磨是为了获得更高的光滑度和更好的表面质量。
在进行研磨过程中,要注意研磨片的选用和更换,控制研磨压力和时间,保持稳定的研磨速度。
研磨过程中要经常检查光纤端面的质量,确保符合要求。
研磨完成后,需要对光纤端面进行清洗。
1.清洗:使用无粉尘的纤维棒和特定的清洗液对光纤端面进行清洗,去除研磨过程中产生的残留杂质和污染物。
清洗时要注意不用用力过大,避免损坏光纤。
2.干燥:使用纯净的氮气或其他适用的方法对光纤进行干燥,确保光纤端面干燥无水。
最后,完成清洗后,需要对光纤端面进行检测。
1.检测:使用光纤检测仪或显微镜对光纤端面进行检查,确认光纤端面的质量和精度是否符合要求。
检测时要注意保持光纤端面的干净,避免再次污染。
2.记录:将检测结果进行记录,包括光纤端面的精度、表面质量等信息。
这就是光纤端面研磨处理的工艺流程,通过预处理、研磨、清洗和检测等步骤,可以确保光纤端面的质量和精度,提高光纤连接的可靠性和性能。
光纤端面处理的三环节
所谓光纤端面处理也称为端面制备,是光纤技术中的关键工序,主要包括剥覆、清洁和切割三个环节。
如下:1、光纤涂覆层的剥除去除光纤涂覆层是光纤端面处理的第一步。
可以用剥线钳和刀片两种方法进行剥除。
当采用剥线钳剥除时,左手拇指和食指捏紧光纤,所露长度为5cm左右,余纤在无名指和小拇指之间自然打弯,以增加力度,防止打滑,剥线钳应与光纤垂直,上方向内倾斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤,右手随之用力,顺光纤轴向平推出去,整个过程要自然流畅,争取一次成功;当采用刀片剥除时,首先用浓硫酸浸泡3~5cm长的光纤端头1~2分钟,用酒精棉擦拭干净[2]。
左手捏紧光纤,持纤要平,防止打滑,右手用刀片沿光纤向端头方向,与光纤成一定倾斜角度,顺次剥除表面涂敷层聚合物材料,采用这种方法克服了采用化学溶剂法长时间浸泡光纤腐蚀严重的缺点,而且比用剥线钳或刀片直接刮除更容易、去除更干净,不易损伤光纤包层侧面部分。
2、包层表面的清洁观察光纤剥除部分的包层是否全部去除,若有残留必须去掉,如有极少量不易剥除的涂覆层,可用棉球沾适量酒精,边浸渍,边擦除。
将脱脂棉撕成层面平整的扇形小块,沾少许酒精(以两指相捏无溢出为宜),折成V形,夹住已剥覆的光纤,顺光纤轴向擦拭,力争一次成功,一块棉花使用2~3次后要及时更换,每次要使用棉花的不同部位和层面,这样既可提高棉花利用率,又防止对光纤包层表面的二次污染。
3、光纤端面切割切割是光纤端面制备中最关键的步骤,精密优质的切刀是基础,严格科学的操作规范是保证。
常用切刀有笔式切割刀和台式光纤切割刀。
使用笔式切割刀切割光纤时,光纤放置在手指上,另一手持刀在距离端头5mm左右的位置处沿垂直光纤轴线方向切割光纤,然后轻轻将切除的端头取下;使用台式光纤切割刀进行操作时,首先要清洁切刀刀片、放置光纤的V型槽和定位压板,并调整切刀位置使其摆放平稳。
切割时动作要平稳自然,勿重、勿急,避免断纤、斜角、毛刺和裂痕等不良端面的产生。
光纤端面研磨处理工艺流程
05 清洁与检查
使用无水乙醇清洁光纤端面
清洁目的:去除光纤端面上的污渍 和杂质,提高端面质量和光信号传 输效率
清洁注意事项:清洁后应立即进行 干燥处理,避免残留物对端面造成 影响
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清洁方法:使用无水乙醇(或丙酮) 浸泡或擦拭光纤端面,注意避免损 坏涂层和纤芯结构
清洁效果评估:通过目视检查、擦 拭纸巾等方法对清洁效果进行评估, 确保端面干净无痕
光纤端面研磨处理工 艺流程
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汇报人:XX
目录 /目录
01
研磨前的准备
02
粗磨阶段
04
抛光阶段
05
清洁与检查
03
细磨阶段
06
结束工作
01 研磨前的准备
清洁光纤
准备工具:酒精、 无尘布、光纤切 割刀
操作步骤:使用酒 精擦拭光纤表面, 使用无尘布清除光 纤端面杂质
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汇报人:XX
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方法:使用特殊的封装材料和工艺
注意事项:确保封装材料的兼容性 和端面的清洁度
填写研磨记录表
记录研磨过程中的各项参数,如研磨盘转速、研磨液浓度等 记录研磨后光纤端面的形貌和光学性能,如端面平整度、反射率等 填写研磨操作人员和研磨时间等信息 保存研磨记录表,以便后续分析和改进
06 结束工作
整理研磨工具和材料
清洗研磨工具和材料,确保无残留 物
检查研磨工具和材料的磨损情况, 及时更换
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分类整理研磨工具和材料,以便下 次使用
光纤端面处理工艺流程
光纤端面处理工艺流程一、光纤端面清洁光纤通常在使用前需要进行清洁处理,以去除表面的污物和油脂,同时保证光纤端面的光滑度。
清洁工艺主要包括以下几个步骤:1.使用洗涤剂和去离子水混合液将光纤浸泡片刻;2.使用柔软的刷子轻轻刷拭光纤表面;3.用去离子水冲洗光纤,彻底去除洗涤剂和污物;4.用氮气吹干光纤表面。
二、光纤端面打磨光纤端面的平整度对光纤连接的稳定性和传输性能有着重要影响,因此需要使用研磨片对光纤端面进行打磨。
打磨工艺主要包括以下几个步骤:1.使用粗砂砂纸对光纤端面进行初步打磨,大约需要10-15分钟;2.使用细砂砂纸进一步细化打磨,大约需要10-15分钟;3.使用液体研磨剂和研磨片对光纤端面进行最终的打磨,直到达到光滑平整的效果。
三、光纤端面清洁二次处理光纤端面在打磨后可能会留下一些细微的划痕和残留,因此需要进行清洁二次处理,以保证端面的光滑度和洁净度。
清洁二次处理工艺主要包括以下几个步骤:1.使用洗涤剂和去离子水混合液将光纤浸泡片刻;2.使用柔软的刷子轻轻刷拭光纤表面;3.用去离子水冲洗光纤,彻底去除洗涤剂和污物;4.用氮气吹干光纤表面。
四、光纤端面镀金为了提高光纤连接的接触稳定性和传输性能,光纤端面通常需要进行镀金处理。
镀金工艺主要包括以下几个步骤:1.在光纤端面涂覆一层镀金溶液,保持一定的时间;2.使用高温加热炉将镀金溶液加热,使其固化成金属膜;3.将光纤端面放入水中冷却;4.用洗净剂和去离子水清洗光纤端面,去除多余的镀金溶液。
五、光纤端面检测经过以上工艺处理后,需要对光纤端面进行检测,以确保质量符合要求。
端面检测主要包括以下几个项目:1.使用显微镜检查光纤端面表面是否光滑、无划痕;2.使用光源照射光纤端面,观察是否有明显光损失;3.使用光功率计测量光纤端面的传输功率;4.使用衰减测试仪测试光纤端面的衰减值。
以上就是光纤端面处理的工艺流程,通过正确的端面处理工艺可以提高光纤连接的稳定性和传输性能,从而保证光纤通信的质量。
光纤端面的处理方法
光纤端面的处理方法一、光纤端面的处理方法简介光纤端面的处理方法是指对光纤连接器或插头的接口部分进行清洁和抛光,以保证光信号传输的质量和稳定性。
由于光纤连接器或插头在使用过程中会受到灰尘、油脂等污染物的影响,因此需要定期进行清洁和抛光。
二、清洁工具准备1. 纯净酒精:用于清洗光纤端面,去除污垢和油脂。
2. 棉花棒:用于擦拭光纤端面。
3. 清洁纸:用于擦拭棉花棒上残留的污垢。
4. 塑料袋:用于存放已经清洁好的连接器或插头,以避免再次受到污染。
三、清洁步骤1. 将连接器或插头从设备上拆下来,并将其置于干净的工作台上。
2. 用棉花棒蘸取适量的酒精,在连接器或插头上轻轻擦拭,注意不要过度施力,以避免损坏接口部分。
3. 用清洁纸擦拭棉花棒上残留的污垢,以保证下一次使用时棉花棒干净无污染。
4. 重复以上步骤,直到连接器或插头上的污垢全部清除干净。
5. 将已经清洁好的连接器或插头放入塑料袋中,以避免再次受到污染。
四、抛光工具准备1. 抛光机:用于对光纤端面进行抛光处理。
2. 研磨片:用于去除连接器或插头上的划痕和磨损。
3. 抛光片:用于对连接器或插头进行抛光处理,使其表面平整、光滑。
4. 清洁布:用于擦拭连接器或插头,在抛光前后保持其表面干净无尘。
五、抛光步骤1. 将已经清洁好的连接器或插头放入抛光机中,并将研磨片固定在机器上。
2. 打开机器电源,调节转速至合适位置(通常为3000-5000转/分钟)。
3. 将连接器或插头轻轻放置在研磨片上,用适当的力度进行研磨,直到表面平整、无划痕。
4. 将抛光片固定在机器上,并将连接器或插头轻轻放置在抛光片上,用适当的力度进行抛光处理。
5. 抛光结束后,用清洁布擦拭连接器或插头,在表面保持干净无尘。
6. 将已经抛光好的连接器或插头放入塑料袋中,以避免再次受到污染。
六、注意事项1. 在清洁和抛光过程中,要保持工作台和工具的清洁卫生,以避免引入新的污染物。
2. 清洁和抛光时要注意施力大小,过度施力会导致接口部分损坏。
光纤端面处理、耦合与焊接技术
1. 光纤端面处理、耦合与焊接技术一、实验目的1.掌握光纤头平端面处理技术;2.掌握光纤与光纤之间的耦合调试技术,体会光纤横向和纵向偏差对光纤 耦合损耗的影响;3.掌握光纤焊接的基本技术。
二、实验原理1.平头光纤端面处理在光纤的各种应用中,光纤端面处理是一种最基本的技术。
光纤端面处理 的形式可分为两种:平面光纤头与微透镜光纤头,前者多用于各种光无源器件以 及光纤的连接与接续;后者则多用于光纤和各种光源及光探测之间的耦合。
本实 验要求掌握平头光纤端面处理技术。
光纤端面处理的基本步骤为:1)涂覆层剥 除;2)光纤头制备;3)光纤头检验。
1.1 涂覆层剥除在制备光纤头之前, 首先要剥除一段光纤的套塑层与预徐覆层(约20—30mm 长),使光纤的包层裸露出来。
剥除套塑层的方法之一是用刀片(如剃须刀片)切 削;使光纤头与刀口之间成一小角度,用左手拇指将光纤头压在刀口上,右手拉 动光纤即可剥除套塑层.另外一种方法是将光纤头在塑料溶剂中浸泡几分钟,然 后用脱脂棉擦除套塑层。
预涂覆层的剥除也可采用类似的方法进行。
在剥除套塑 和预涂覆层之后,要用脱脂棉蘸乙醇/乙醚混合液将光纤头清洗干净,才能进行 下一步光纤头的处理。
1.2 平面光纤头的制作对于平面光纤头的基本要求是,光纤端面应是一个平整的镜面,且须与光 纤纤轴垂直.因此,将光纤简单地“一刀两断”是不行的,必须根据光纤的材料 与品种选择合适的端面处理技术。
对于石英系光纤,制备平面光纤头的常用方法 有:加热法、切割法和研磨法。
本实验采用切割法。
“切割法”又称“刻痕拉断法” ,因为它是利用钻石或金刚石特制的光纤切割刀先在光纤侧表面垂直于光纤轴轻轻刻一小口, 然后施加弯曲应力拉动光纤使 其折断。
利用这种方法制备平面光纤头的成功率一般较高,稍加训练即可获得满 意的效果,因此已成为自前最常用的光纤头处理技术。
而且技术人员已利用“切 割法”的原理制成了“光纤切剥钳”,集剥除与切割于一体,使用十分方便。
光缆熔接的规范
一、光纤熔接前的准备光纤熔接前,首先要准备好剥纤钳、切刀、熔接机、热缩套管、酒精棉等必要操作设备、工具和必需材料,查看熔接机电源是否充裕够用,各种材料是否齐全等,然后把要熔接的光纤外护套、钢丝等视盘纤长度去除,查找出需要熔接的相对应的光纤,在做好前期充分准备工作的前提下,按照制备端面、熔接光纤、盘纤整理、质量检查四个步骤逐一进行。
二、光纤端面的制备合格的光纤端面是熔接的必要条件,端面质量好坏将直接影响到熔接质量。
光纤端面的制备包括剥覆、清洁和切割三个环节。
1 、光纤的剥覆光纤剥覆即剥除光纤涂面层,操作时要按照平、稳、快三字剥纤法原则,掌握其技巧。
“ 平” ,要求持纤要平。
左手拇指和食指捏紧光纤,使之成水平状,所露长度以 5cm 为准,余纤在无名指、小拇指之间自然打弯,以增加力度,防止打滑。
“ 稳” ,要求剥纤钳要握得稳,不允许打颤、晃动。
“ 快” ,要求剥纤要快,剥纤钳应与光纤垂直,上方向内倾斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤右手,随之用力,顺光纤轴向平向外推出去,整个过程要一气呵成,尽量一次剥覆彻底,不能犹豫停滞。
2 、裸纤的清洁清洁裸纤,首先要观察光纤剥除部分的涂覆层是否全部剥除,若有残留,应重新剥除。
如有极少量不易剥除的涂覆层,可用绵球沾适量酒精,一边浸渍,一边逐步擦除。
清洁时,将棉花撕成层面平整的扇形小块,沾少许酒精,夹住以剥覆的光纤,顺光纤轴向擦拭,不能做往复运动。
一块棉花使用 2 ~ 3 次后要及时更换,每次要使用棉花的不同部位和层面,这样即可提高棉花利用率,又防止了裸纤的再次污染。
3 、裸纤的切割裸纤的切割是光纤端面制备中最为关键的环节。
在这一环节中,精密、优良的切刀是基础,而严格、科学的操作规范是保证。
切刀有手动和电动两种。
手动切刀操作简单,性能可靠,随着操作者水平的提高,切割效率和质量可大幅度提高。
电动切刀切割质量较高,适宜在野外寒冷条件下作业,但操作较复杂,要求裸纤较长。
因此,在选择切刀时,熟练的操作者在常温下进行快速光缆接续或抢险,宜采用手动切刀;初学者或在野外较寒冷条件下作业时,宜采用电动切刀。
三种通信设备的光纤端面制作方法
三种通信设备的光纤端面制作方法
在通信设备的光纤接续中,最为关键的工序就是光纤端面的制作。
因为光纤端面的完善与否决定着光纤接续的损耗。
光纤端面不仅需要使端面更平整,呈现一个光滑平整的镜面区,无毛刺、无缺损,与轴线垂直,还需保持端面的清洁,避免灰尘污染。
那么一般的光纤通信设备的光纤端面制作会有什么方法呢?其实端面制作有以下三种方法:
一、刻痕法。
采用机械切割刀,用金刚石刀在表面上向垂直于光纤的方向划道刻痕,距涂覆层10㎜,轻轻弹碰,光纤在此刻痕位置上自然断裂。
二、切割钳法,它是利用一种自制的手持简易钳进行切割操作。
三、超声波电动切割法。
以上的三种方法只要器具优良,操作得当,制备的端面都能达到非常不错的效果。
希望能帮助到大家!。
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光纤端面处理工艺流程摘要:本文主要分析了光纤端面处理熔接对光纤激光器功率的影响,研究了光纤端面处理工艺流程,分析了光纤端面的切割和研磨方法,对光纤熔接过程提出了具体要求,为同类激光器的研制提供了参考依据。
1、前言光纤是圆柱形介质波导由纤芯、包层和涂敷层3部分组成,一般单模和多模光纤的纤芯直径分别为5~15μm和40~100μm,包层直径大约为 125~600μm。
经过处理的光纤端面,理想状态是一个光滑平面。
但实际中,光纤端面的加工往往不能达到理想状态,例如抛光不理想、有划痕、表面或边缘破碎损伤等等,都将使端面情况复杂化。
对于光纤与激光器中其它元件的耦合以及光纤之间的熔接来说,要求光纤端部必须有光滑平整的表面,否则会增大损耗。
本文分类介绍了光纤损耗产生的原因,通过实验验证了光纤端面质量对光纤激光器输出功率的影响,研究了光纤端面处理工艺流程,分析了光纤端面的切割和研磨方法,对光纤熔接过程提出了具体要求,为同类激光器的研制提供了参考依据。
2、光纤损耗种类 2.1光纤本征损耗光纤本征损耗即光纤固有损耗,主要由于光纤机基质材料石英玻璃本身缺陷和含有金属过渡杂质和OH- ,使光在传输过程中产生散射、吸收和色散,一般可分为散射损耗,吸收损耗和色散损耗。
其中散射损耗是由于材料中原子密度的涨落,在冷凝过程中造成密度不均匀以及密度涨落造成浓度不均匀而产生的。
吸收损耗是由于纤芯含有金属过渡杂质和OH-吸收光,特别是在红外和紫外光谱区玻璃存在固有吸收。
光纤色散按照产生的原因可分为三类,即材料色散、波导色散和模间色散。
其中单模光纤是以基模传输,故没有模间色散。
在单模光纤本征因素中,对连接损耗影响最大的是模场直径。
单模光纤本征因素引起的连接损耗大约为0.014dB,当模场直径失配20%时,将产生0.2dB的连接损耗。
多模光纤的归一化频率V>2.404,有多个波导模式传输,V值越大,模式越多,除了材料色散和波导色散,还有模间色散,一般模间色散占主要地位。
所谓模间色散,是指光纤不同模式在同一频率下的相位常数β不同,因此群速度不同而引起的色散。
此外,光纤几何参数如光纤芯径、包层外径、芯/包层同心度、不圆度,光学参数如相对折射率、最大理论数值孔径等,只要一项或多项失配,都将产生不同程度的本征损耗。
2.2光纤附加损耗光纤的附加损耗一般由辐射损耗和应用损耗构成。
其中辐射损耗是由于光纤拉制工艺、光纤直径、椭圆度的波动、套塑层温度变化的胀缩和涂层低温收缩导致光纤微弯所致;应用损耗是由于光纤的张力、弯曲、挤压造成的宏弯和微弯所引起的损耗。
3、实验装置与结果掺Er3+光纤环形腔激光器实验装置,泵浦光由波长980nmLD尾纤输出,经波分复用器(WDM)耦合进入环形光纤谐振腔,经过耦合器分光后输出激光。
其中光纤光栅中心波长为1546.3nm,掺Er3+光纤长度为3m,掺杂浓度为400ppm,隔离器工作波长范围为1535~1565nm,各元件插入损耗均为0.4dB,经上述装置输出功率与输入功率的关系曲线,最大输出功率可达16.9mW。
但由于光纤激光器各个部件之间均熔接在一起,插入损耗和熔接损耗对整个系统具有非常大的影响。
在熔接质量比较好的情况下,总体光光效率可达5.3%,在光纤焊接较差的情况下,焊点漏光严重,用转换片可以看到明显的泵浦光泄露,严重影响总体光光效率,二者功率相差 23%左右。
因此如何降低腔内熔接损耗是影响激光器输出功率的关键因素。
4、光纤端面处理光纤端面处理也称为端面制备,是光纤技术中的关键工序,主要包括剥覆、清洁和切割三个环节。
端面质量直接影响光纤激光器的泵浦光耦合效率和激光输出功率。
4.1光纤涂覆层的剥除去除光纤涂覆层是光纤端面处理的第一步。
可以用剥线钳和刀片两种方法进行剥除。
当采用剥线钳剥除时,左手拇指和食指捏紧光纤,所露长度为5cm左右,余纤在无名指和小拇指之间自然打弯,以增加力度,防止打滑,剥线钳应与光纤垂直,上方向内倾斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤,右手随之用力,顺光纤轴向平推出去,整个过程要自然流畅,争取一次成功;当采用刀片剥除时,首先用浓硫酸浸泡3~5cm长的光纤端头1~2分钟,用酒精棉擦拭干净。
左手捏紧光纤,持纤要平,防止打滑,右手用刀片沿光纤向端头方向,与光纤成一定倾斜角度,顺次剥除表面涂敷层聚合物材料,采用这种方法克服了采用化学溶剂法长时间浸泡光纤腐蚀严重的缺点,而且比用剥线钳或刀片直接刮除更容易、去除更干净,不易损伤光纤包层侧面部分。
4.2包层表面的清洁观察光纤剥除部分的包层是否全部去除,若有残留必须去掉,如有极少量不易剥除的涂覆层,可用棉球沾适量酒精,边浸渍,边擦除。
将脱脂棉撕成层面平整的扇形小块,沾少许酒精(以两指相捏无溢出为宜),折成V形,夹住已剥覆的光纤,顺光纤轴向擦拭,力争一次成功,一块棉花使用2~3次后要及时更换,每次要使用棉花的不同部位和层面,这样既可提高棉花利用率,又防止对光纤包层表面的二次污染。
4.3光纤端面切割切割是光纤端面制备中最关键的步骤,精密优质的切刀是基础,严格科学的操作规范是保证。
常用切刀有笔式切割刀和台式光纤切割刀。
使用笔式切割刀切割光纤时,光纤放置在手指上,另一手持刀在距离端头5mm左右的位置处沿垂直光纤轴线方向切割光纤,然后轻轻将切除的端头取下;使用台式光纤切割刀进行操作时,首先要清洁切刀刀片、放置光纤的V型槽和定位压板,并调整切刀位置使其摆放平稳。
切割时动作要平稳自然,勿重、勿急,避免断纤、斜角、毛刺和裂痕等不良端面的产生。
表面的清洁和切割的时间应紧密衔接,不可间隔过长,特别是已制备的端面切勿放在污浊的空气中。
移动时要轻拿轻放,防止与其它物件擦碰。
5、光纤端面研磨 5.1研磨工艺影响端面研磨质量的主要因素主要有光纤的安装与定位、端面研磨和检查及测试。
其中研磨及测试部分对研制优质光纤端面最为关键。
直接影响光纤端面研磨效果的主要因素有:研磨机运转稳定,研磨砂纸颗粒均匀、正确使用研磨片、以及研磨参数设置(压力和时间)。
目前使用的研磨机按其运转原理一般可分成齿轮传动,皮带传动及连竿传动三类。
采用齿轮传动方式,一般马力较强,稳定性较高;采用皮带传动方式,一般马力较小,其转速在高压情况下易发生变化,此外皮带随时间老化后容易出现问题;采用连竿式传动方式,噪音较大,稳定性较低,机身容易抖动并且压力偏低。
在加压方面,有单点中心加压,气压及液压等方式。
单点中心加压易受外界影响变化,如每盘件数有限;气压较难控制稳定性;而液压操控较精确,力度相对较大,但价格昂贵。
在整个研磨过程中,不论是研磨机的速度,压力,水或是研磨液,都会使研磨片的效果不一样,故在选用研磨处理时,必须配合各项因素作全盘考虑,采用一个最合理的研磨方案。
5.2研磨工序端面研磨过程经过4道工序:粗磨、中磨、细磨、抛光。
其中粗磨、中磨、细磨所用金刚砂纸的颗粒大小不同,分别为6,3,1和0.5。
4道工序的时间和压力总共8个参数,配用不同的方案,就可以得到端面质量不同的结果。
6、光纤熔接在把光纤放入熔接机V型槽时,要确保V型槽底部无异物且光纤紧贴V型槽底部。
机器自动熔接机器开始熔接时,首先将左右两侧V型槽中光纤相向推进,在推进过程中会产生一次短暂放电,其作用是清洁光纤端面灰尘,接着会把光纤继续推进,直至光纤间隙处在原先所设置的位置上,这时熔接机测量切割角度,并把光纤端面附近的放大图像显示在屏幕上,如果出现图4所示的图像就要重做。
纤芯/包层对准与端面制作一样直接影响熔接损耗,熔接机会在X轴Y轴方向上同时进行对准,并且把轴向、轴心偏差参数显示在屏幕上,如果误差在允许范围之内就开始熔接。
观察熔接结果熔接过后机器会自动评估,并显示当前熔接损耗,由于是估计值,鼓显示在0.3dB以上就必须重新制端面。
在熔接过后,还要进一步观察光纤熔接形状,如果出现如图5所示情况,必须调整机器设置,重新制作光纤端面后进行熔接,其具体实施方式如表1所示。
熔接过程中还应及时清洁熔接机V形槽、电极、物镜和熔接室,随时观察熔接中有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象,可采用OTDR跟踪监测结果,及时分析产生上述不良现象的原因,采取相应的改进措施。
如果多次出现虚熔现象,应检查熔接的两根光纤的材料、型号是否匹配,切刀和熔接机是否被灰尘污染,并检查电极氧化状况,若均无问题,则应适当提高熔接电流。
由于光纤在连接时去掉了接头部位的涂覆层其机械强度降低,因此要对接头部位进行补强保护,可采用光纤热缩保护管(热缩管)保护光纤接头部位。
热缩管应在剥覆前穿入,严禁在端面制备后穿入。
将预先穿置光纤某一端的热缩管移至光纤接头处,使熔接点位于热缩管中间,轻轻拉直光纤接头,放入加热器内加热,醋酸乙烯内管熔化,聚乙烯管收缩后紧套在接续好的光纤上,由于此管内有一根不锈钢棒,不仅增加了抗拉强度(承受拉力为1000~2300g),同时也避免了因聚乙烯管的收缩而可能引起接续部位的微弯。
7、盘纤盘纤是一门技术,科学的盘纤方法可使光纤布局合理、附加损耗小、经得住时间和恶劣环境的考验,可避免挤压造成断纤。
盘纤方法有很多,可以从一侧的光纤盘起,固定热缩管,然后再处理另一侧余纤,该方法可根据一侧余纤长度灵活选择热缩管安放位置,方便、快捷,可避免出现急弯、小圈现象;也可以先将热缩套管逐个放置于固定槽中,然后再处理两侧余纤,该方法有利于保护光纤接点,避免盘纤可能造成的损害,在光纤预留盘空间较小,光纤不易盘绕和固定时,常用此种方法;当个别光纤过长或过短时,可将其放在最后单独盘绕;带有特殊光器件时,可将其单独盘绕处理,若与普通光纤共盘时,应将其轻置于普通光纤之上,两者之间加缓冲衬垫,以防挤压造成断纤,且特殊光器件尾纤不可太长。
根据实际情况,可采用采用圆、椭圆、“∝”等多种图形盘纤,按余纤长度和预留盘空间大小,顺势自然盘绕,切勿生拉硬拽,尽可能最大限度利用预留盘空间,有效降低因盘纤带来的附加损耗。
8、光纤熔接点损耗的测量光纤熔接点损耗的测量是度量光纤接头质量的重要指标,使用光时域反射仪(OTDR)或熔接接头的损耗评估方案等测量方法可以确定光纤接头的光损耗。
OTDR的原理是:由于光纤的模场直径影响其后向散射,因此在接头两边的光纤可能会产生不同的后向散射,从而遮蔽接头的真实损耗。
如果从两个方向测量接头的损耗,并求出这两个结果的平均值,便可消除单向OTDR测量的人为因素误差。
加强OTDR的监测,对确保光纤熔接质量,减少因盘纤带来的附加损耗和封装可能对光纤造成的损耗,具有十分重要的意义。
在整个接续工作中,必须严格执行OTDR的4道监测程序:熔接过程中对每一根光纤进行实时跟踪监测,检查每个熔接点的质量;每次盘纤后,对所盘光纤进行检验以确定盘纤带来的附加损耗;封装前对所有光纤进行检测,以查明有无漏测和对光纤及接头有无挤压;封装后对所有光纤进行最后检测,检查封装是否对光纤有损耗。