光纤连接器制作与测试实训系统

光纤连接器制作与测试实训系统GCFOP-B

实 验 讲 义

(作业指导书)

武汉光驰科技有限公司

Wuhan Guangchi Technology Co.,LTD

多世纪电子技术带来的物质文明之后, 已开始享受光的技术带来的革命和便利. 有充分的理由使人们相信, 人类已逐步进入由光主宰的技术世界.

但是伴随着技术和应用的高速发展, 我们的人才培养大大滞后, 其中一个重要原因就是光电子教学实验技术的落后和缺乏, 使我们的学生无法切实领会和进入深奥而又和谐美妙的光的世界.

武汉光驰科技有限公司就是在这个时代的需求中应运而生, 专业并且专职开发光纤通信、光纤传感和光电信息技术实验教学系列产品. 它依托于华中科技大学光电学院, 结合着几十年光电子教学和科研的经验, 汇集着从硅谷归来的青年才俊以及国内优秀的专家学者, 引入充足的风险投资和充满活力的运营机制, 在公司建立伊始, 就专注于光纤通信技术实验, 在公司成立的短短的几年时间里, 开发出多项光纤通信、光纤传感和光电信息技术教学实验新产品, 在华中科技大学、武汉大学、苏州大学、苏州科技学院、河北大学、山东师范大学、中国海洋大学、青岛科技大学、华侨大学、辽宁石油化工大学等三十多所高校得到应用.

借此我们向所有有志于发展光通讯教学和科研的高校及老师, 推荐我们的产品和服务, 并欢迎各位老师来我公司参观和开展各项合作. 愿我们的产品能为我们的教育事业提供帮助, 愿我们的光通讯事业更加蓬勃发展.

武汉光驰科有限公司

目录

一.光纤连接器的目前基本状况 . ....................................... 3 二.光纤连接器的制作示意图 . ........................................... 3 三.光纤连接器的作业指导书 . ........................................... 5

穿散件作业指导书 . ........................................................ 5 粘合剂的配制作业指导书 . ............................................ 5 光纤插入和加热固化作业指导书 . ................................ 5 FC 研磨作业指导书....................................................... 6 端面检查作业指导书 . .................................................... 8 二次卡紧FC 型组装作业指导书 ................................. 9 插入损耗测试作业指导书 . ............................................ 9 包装作业指导书 . .......................................................... 10 附表1:用APPROL 研磨纸进行研磨 ..................... 11 附表2:施加的压力参考表 . ....................................... 12 四. 实训实验任务 . ........................................................... 12 附录I 、光纤连接器的部分基础知识 ............................... 13 附录II 、可能用于科研的一点建议 . ................................. 18

光纤连接器是用于连接两根光纤或光缆,以形成连续光通路的可以重复使用的光无源器件,在光通信系统中起着接续的作用,已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试器中,是目前使用数量最多的光无源器件。

整体光通讯产业来观察光无源器件,则这类产品特别适合发展中国家中小企业投资发展,其最重要原因在于光无源器件的技术相较于有源器件或其他传输设备而言, 进入障碍较低,另外产品趋向于规模化生产以及系列产品生产,适合以量产能力为其优势的厂商生产。另外光无源器件由于零组件制造之人工比重偏高,为节省成 本世界通讯大厂近来有转至亚太地区生产之趋势,使得未来亚太地区厂商接单生产机会增加。中国因为多方面原因而成为世界“加工工厂”,而在无源器件中,光连接器的使用量最大,然后是光纤耦合器和隔离器等器件。

由于近20年来制造业向中国的转移,国内对光连接器的需求大幅度提高,同时包括Tyco/AMP、Molex 、JDSU 、Bookham 、Oplink 等国际知名光连接器企业在内的全球各地连接器厂商纷纷把生产基地转移到中国内地,国内光连接器行业发展速度大大高于全球平均水平。

根据BISHOP ASSOCIATES的统计,2005年中国连接器市场销售额为49.46亿美元,同比增长20.1%。在全球5大区域市场中, 中国区域市场发展最快,在2000~2005年中年复合增长率高达27.20%。中国已经成为全球连接器增长最快的市场,并将继续保持高速增长的态势。

二.光纤连接器的制作示意图

这里我们假设您已经对光纤连接器比较了解,如果了解不多,请参阅附件光纤连接器的部分基础知识。

下图是光纤连接器研磨制作过程示意图(仅仅是示意):

图1,光纤研磨的简单示意图

1,半成品,将剥好的光纤穿入插芯的中心孔中,并点胶固化,然后将光纤沿插芯端面切断。

2,研磨,将光纤端面和插芯端面一起研磨,得到光纤端面与插芯端面一平的效果。 3,抛光或者细磨,这一步表面上和研磨没有什么区别,但是学术界有很多人认为抛光和研磨有严格意义上的区别,认为抛光会产生一种区别与原物质的类似膜,但也有人不

这里仅仅是做一个示意,实际中的操作步骤很多,也比较复杂,详细请参阅作业指导书的详细步骤。

虽然各个厂家的作业指导书都不尽相同,但是基本步骤都一致,并且大同小异,这里我们给出某个厂家的作业指导书供参考!它们依次是:

1,穿散件作业指导书

插针后面的散件得在插针穿入前,套在光缆上。 2,粘合剂的配制作业指导书

调胶的方法说明。

3,光纤插入和加热固化作业指导书

把光纤插入插芯,示意图中的第1步骤。 4,FC 研磨作业指导书

示意图上的第二、第三步骤。 5,端面检查作业指导书

研磨后的筛选检测,是好的才进行最好的封装。 6,二次卡紧FC 型组装作业指导书

把穿散件作业指导书1中提到的散件做最后的组装,是外壳封装。 7,插入损耗测试作业指导书

成品检测。 8,包装作业指导书

穿散件作业指导书

1.准备工作

1.1根据生产单的要求准备好相应的工具及原料, 辅料(物料盒/胶护套/止动环/卡环/胶纸)。

1.2检查散件及上道工位移交半成品。 2. 操作方法

2.1仔细确认所有材料是否和生产任务相符。 2.2六条一批穿上所有散件。

2.3将散件用胶纸固定在光缆上,预留部分为0.6—0.75m 。 2.4详细作好作业记录。 3. 注意事项

3.1所穿散件方向不可穿反。 3.2散件不可多穿或少穿。

3.3固定的散件必须在光缆上保持整齐。

3.4保持工作台面整洁,零件应按规定物料盒放置。 粘合剂的配制作业指导书

1. 作业名 粘合剂的配制 2. 范围

调配353ND 粘合挤

3. 使用的机器和工具

称量杯、电子秤、竹签、纸巾、超声波清洗机。 4. 预备

4.1把称量杯清洁干净待用。

4.2把称量杯放在电子秤上,再把电子秤回零。 4.3准备好粘合剂353ND 和固化挤。 5. 操作步骤

5.1按所需量把353ND 粘合挤和固化挤以10:1的比例分别倒入称量杯。 5.2用竹签在称量杯按顺时针方向均匀搅拌5分钟,使其充分。

5.3粘合挤搅拌混合后有气泡,用超声波清洗机处理二十分钟把气泡完全分离掉。 6. 注意事项

调胶量要根据生产量而定,使用时间不得超过2小时。 光纤插入和加热固化作业指导书 1. 作业名

光纤插入和加热固化 2. 使用范围

适用于各种光纤活动连接器。

烤炉(包括夹盘)、剪刀、小粘纸、米勒刀、酒精、擦试纸、纸巾、挂钩和适当工具。 4. 预备

4.1开始这道工序之前,首先一定要根据生产任务单检查前一道工序是合格,确认以后方可进行以下操作。

4.2打开拷炉电源,检查时间和温度是否符合要求。 5. 操作步骤

5.1把光纤活动连接器按10条一组剥纤。

5.2然后用擦拭纸蘸去少量酒精清洁光纤表面。 5.3检查清洁后的光纤表面是否干净。

5.4用细杆(可用笔)在垂直的两个方向拨动光纤,如光纤裂,应重新剥纤并检查。 5.5将已清洁干净的光纤从已吸好胶的插芯的尾部插入。插入时,用一只手拿住已吸好胶的插芯,另一只手拿光缆,将准备好的光纤从插芯的尾部穿入,直到∮0.9的光纤涂层插到插芯底部,光纤从插芯顶部伸出。回拉光纤约1mm ,以确认是否断纤。

5.6全部的插入完毕确定无误后,用竹签蘸去少量粘合挤,把插芯尾部的粘合挤修整成锥形,并在插芯顶部的光纤处点上胶。

5.7以上各工序完成后,将插好光纤的插芯放到夹盘上并用小粘纸固定好,把夹盘放上烤炉进行固化。

5.8固化30分钟后,烤炉红色灯亮。检查确认固化完成,粘合挤呈褐色,用适当工具轻触后表现一定硬度。如不符合要求,应适当延长时间,直到合格为止。符合要求后旋开螺丝。取下夹盘。用适当工具把插芯顶部伸出的光纤折断,撕去小粘纸,把插芯从夹盘上取出,然后把光缆挂上挂钩,送到下一工序。 5.9正确填写操作传票。 6. 温度和时间的控制

6.1每周用热电偶温度计监测并记录每台烤炉的最高温度,检测时用热电偶温度计的探测头持续接触夹盘槽一侧,持续观察显示的温度,记录其最高温度。检测时放下烤炉防护盖以免外界影响温度。

6.2烤炉的最高温度应为97~103℃,如不符合要求,应相应增减 烤炉的温度控制旋扭,再次检测,使其符合要求。

6.3烤炉的时间旋钮设定为30分钟左右,可根据经验在正负5分钟内调整。固化的时间以粘合挤的颜色和硬度为准,可以相应提前或延长固化时间。 7. 注意事项

7.1如果光纤断在插芯里,要及时进行处理,用钢丝顶出断纤,吸胶后重做插入。 7.2加热固化时,烤炉两边的螺丝不能拧得太紧,以免固化后卸不下来。 7.3注意光纤表面涂覆层是否清洗干净,否则影响粘合剂连接插芯的强度。 7.4一定要保持插芯表面和烤炉清洁,随时处理残留胶迹。 8. 相关记录 操作传票

烤炉温度时间记录表 FC 研磨作业指导书

1. 使用机器和工具

精工研磨机一套,PC 磨盘若干,挂钩、六角螺丝扳手、超声波清洗机、气枪、研磨油、纯净水、抛磨液、研磨纸和纸巾。

2.1打开研磨机电源,启动研磨机空转3分钟左右。

2.2看机器上研磨纸是否要更换。如要更换,应撕去旧研磨纸后在研磨胶垫上涂上少量净水,将新研磨纸与橡胶垫完全粘贴,让研磨纸粘接牢固,间隙不产生气泡才能和研磨纸粘接不脱落。如不需更换,则用纯净水清洁研磨纸。需保证研磨纸上绝对清洁。 2.3把适量经过过滤的水倒进超声波清洗机里面。 3. 研磨操作步骤分粗中细三道工序 3.1粗磨:

3.1.1研磨前先将光揽挂在滑杆上的挂钩上,然后用手拿住装好插芯的夹具两边凸出部分。用超声波清洗机清洗约1分钟,用柔软的纸巾擦干夹具上的水,再用气枪吹掉夹具上的纸纤维。

3.1.2在研磨纸上均匀滴上几滴纯净水(约4小滴),再把装上插芯的夹具放在机器上第一道研磨。研磨具体时间参考附表1。

3.1.3在机器进行第一道研磨的同时,用纸和纯净水清洁下一道研磨所用的研磨纸,并用气枪吹干(注:在连续研磨时,可利用机器研磨的时间做其他工作)。 3.2中磨:

3.2.1用手拿住完成第一道研磨的插芯夹具的两边凸出部分,用超声波清洗机清洗约1分钟,用柔软的纸巾擦干夹具上的水,再用气枪吹掉夹具上的纸纤维。

3.2.2在研磨纸上均匀滴上几滴纯净水(约4小滴),再把完成第一道研磨的插芯上机进行第二道研磨,研磨具体时间参考附表1。

3.2.3在机器进行第二道研磨的同时,用纸和纯净水清洁前一道研磨所用的研磨纸,并用气枪吹干。 3.3细磨:

3.3.1用手拿住完成第二道研磨的插芯夹具的两边凸出部分,

3.3.2研磨的具体时间参考附表1或2(细磨主要使插芯端面光洁无划痕)。 4. 如果要求UPC 的话,就得进行下道抛磨工序抛磨:

4.1用手拿住完成细磨的插芯夹具的两边凸出部分,用超声波清洗机清洗约1分钟,用柔软的纸巾擦干夹具上的水,再用气枪吹掉夹具上的纸纤维。

4.2在研磨纸上均匀滴上少量研磨液,然后将完成第三道研磨的插芯上机进行研磨(抛磨主要是使回波损耗能够达到50db 以上)。 5. 注意事项:

5.1如果插芯不足12个时,要考虑均匀分布或用废插芯补位。

5.2如果在夹具上插芯不足12个而进行机器研磨时,夹具顶上所施的加压力要做相应的改变。

5.3一定要用过滤水,如果用普通用水,可能会因为水中的悬浮颗粒造成插芯磨出来回有很多划痕。

5.4研磨前一定要先将光缆固定在研磨机的上方,同时不得过分拉伸或弯曲光缆。

5.5进行超声波清洗时,手一定要拿住夹具两边凸出部分进行清洗,切记手不能直接拿住光缆进行清洗。

5.6磨盘底座一般在三个月内一定要更换润滑油。

5.7插精工研磨机电源时应先确认其电压是110伏或220伏。 5.8注意研磨纸与研磨液的搭配使用。 5.9节约使用研磨纸和研磨液。

端面检查作业指导书

1. 作业名 端面检查

2. 适用范围

所有连接器的端面检查

3. 使用的机器工具和材料

端面检查仪(含监视器)一台,刀片、干涉玻璃片、夹子、台灯、挂钩、酒精、纸巾和气枪。

4. 预备

4.1开启端面检查仪、监视器电源。必要时适当调整监视器屏幕亮度。

4.2桌面上放好刀片、干涉玻璃片、夹子、台灯、挂钩、酒精、纸巾和气枪,待用。 5. 操作步骤

5.1检验插芯柱面是否有残留胶,若有,要先用刀片刮除干净。

5.2把被检插芯用擦拭纸蘸酒精擦干净后,插入检查仪中心的小孔,调整显微镜的纵向距离直到在监视器屏幕里清晰地看到放大200倍的插芯端面。 5.3判断研磨好的插芯端面是否合格。

5.3.1在屏幕上观察放大的端面,满足以下几条就可以判定端面是合格的: 5.3.1.1插芯端面中心的光纤上及光纤附近没有划痕、麻点、气泡和色斑。 5.3.1.2通光,纤芯出现亮点。

5.3.1.3每12个抽检1个,换上干涉玻璃片后,干涉条纹圆心与纤芯基本重合。

5.3.2如果在监视器屏幕上看到插芯端面有一点小麻点和一点小划痕,而且没有损伤插芯端面部分,干涉条纹又规则,不偏心,这种情况下在FC/PC里面,就可以算是合格。 5.3.3如果如果在监视器屏幕上看到插芯端面有大而密的麻点或是很多小的不规则划痕,则说明研磨的时间不够,需返回去重磨(视麻点或划痕的轻重决定返磨的程 序)。

5.3.4如果如果在监视器屏幕上看到插芯端面有阴暗区域,其面积大于纤芯面积的1/4,这表明纤芯的端面已经崩裂,要考虑报废插芯。

5.3.5如果在监视器屏幕上看到插芯端面有直而且长的划痕,则说明研磨的时候研磨纸上有杂质,需彻底清洁研磨纸后再重磨(视划痕的轻重决定返磨的程序)。

5.3.6如果用干涉玻璃片在监视器屏幕上看到插芯端面干涉环不规则,且中心的第一个干涉环已全部偏离纤芯,则说明这个插芯的球面没有磨好,可能是装夹是不垂直,需返回去重新装上夹具,从粗磨开始重磨。

5.4不合格品处理按照《不合格品控制程序》进行。 5.5检查后应立即填写《操作传票》。 6. 注意事项

6.1端面检查时插芯应和光揽保持垂直状态。

6.2清洗插芯时一定要用擦拭纸加无水酒精,进行清洗干净。 6.3端面检查仪的电源应为220V 。 7. 终检

如是终检,合格品要尽快戴上防尘帽,且防尘帽一定要戴牢。 8. 相关文件

《不合格品控制程序》 9. 记录

《操作传票》

二次卡紧FC 型组装作业指导书

1. 作业名

二次卡紧FC 型组装 2. 适用范围

二次卡紧FC 型的组装 3. 使用机器和工具

卡紧机、剪刀、尖嘴钳、刀片、螺纹胶、方座和酒精 4. 预备

4.1将所需用物品放在桌上待用。

4.2准备好需用的框套、垫圈、螺帽和保护帽摆在桌面上,待用。 4.3检查卡紧机的压力表指针是否达到4kg/cm,否则需调整气压。 5. 操作步骤

5.1将框套插入方座内,套上垫圈,再用螺帽旋入方座固定(称)。

5.2去掉粘在光缆和卡普隆线的粘纸,但橡胶帽套前的粘纸暂不撕去,待需装配橡胶帽套时再撕去。在离插芯尾部约3mm 处,用剪刀将卡普隆线剪断。

5.3放下全部光缆上的零件,同时用刀片在距端约6-8mm 处把光缆外皮破开以便组装。 5.4组装时,把弹簧和止动环套到插芯的尾部,然后在止动环的螺纹上滴一点(适量)螺纹胶,将止动环的螺纹旋 入方座组件内框套的螺纹,直到拧紧。此时插芯应伸出方座组件的底部。再用手拿擦拭纸垫住插芯端面,并按插芯,检查是否有弹性,同时也得检查插芯是否装到 位。要是两项当中有一项没有达到要求,都得将止动环从方座组件旋出。重新旋入,直至插芯有弹性,插芯到位为止。

5.5将卡普隆线和光缆外皮从止动环的尾部拉出,把卡普隆线均匀地包在止动环的尾部滚花部分,再将套环卡入,用卡紧机先卡第一次,然后转过90°再卡紧一次。

5.6将光缆外皮从套环的尾部拉出,分上下两片包在套环的尾端外部,再套上卡环,用卡紧机的六方卡座卡紧。

5.7在卡好的尾部沾一点酒精,撕去橡胶尾端前的粘纸,将橡胶尾套推进至止动环的卡槽里,旋下方座,套上保护帽。 5.8填写操作传票,送往测试。 6. 注意事项

6.1在操作中一定要小心,拉出卡普隆线,以防过分弯曲折断光纤。

6.2在操作步骤5.4时,一定要将止动环的螺纹旋入方座组件内框套的螺纹,并且只能旋转方座,切勿旋转止动套,否则,易使光纤弯曲甚至折断。

6.3在操作步骤5.6时,一定要小心拉出外皮,以防过分拉伸或弯曲光缆。 6.4插芯一定要推到位,插芯前两边槽口,一定要卡到内框套两边定位销。 6.5卡普隆线一定要卡到止动环的滚花部分。 6.6组装工作中不得过分拉伸或卷曲光缆。 插入损耗测试作业指导书

1. 目的

正确测试插入损耗 2. 范围

适用于本公司生产的各种规格型号的光纤活动连接器或尾纤的插入损耗测试(FDDI 除外)。

无水酒精、酒精瓶、擦拭纸、镊子、刀片、棉签和气枪

(测尾纤用:米勒刀、宝石刀或光纤切割刀、127微米光纤活接头或插芯)

(FC/APC JDS 件定点用:螺纹胶、方座、牙签)

4. 操作步骤(以“781RL-13/15”光源,光功率计为例)

4.1开启光源和光功率计(仪器面板上的“POWER”开关向左扭动90度)。

4.2用测试连接器(MASTER )直接连接光源和光功率计的探测器进行回损和插损的校正,先按测试仪上“CHANNEL”键(回损),再按上排第二个键进行回损校正,校正后回损基数为20db 左右,再按光功率计的第二个键进行插损回零。

4.3清零前光功率计所显示的dBm 值是衡量光源是否工作正常的主要参考数据。

4.4将光功率计的探测器上的测试连接器头卸下来后,装上测试适配器。

4.5用一根校准连接器(SUB-MASTER )直接连接测试适配器和光功率计的探测器,此时光功率计所显示的dB 值就是测试连接器的测试接头的插入损耗。从这个值可以看出测试连接器的测试连接头是否正常。

4.6将被测试连接头的两个连接头用酒精擦净后,分别跟探测器和测试连接器连接,得出的dB 值就是该连接头的插入损耗和回损。调换两个被测试连接头的连接头,可得出另一个头的插入损耗和回损。

4.6.1若这两个数值符合《生产任务单》的技术要求,则在测试记录表上记录这两个值。

4.6.2若这两个数值其中一个或两个不符合《生产任务单》的技术要求,可用镊子将卡环取出选取最佳的点后套上复测合格后按4.6.1进行标识(卡紧结构除外)。若找不到点,应按《不合格品控制程序》进行标识处理。

5. 注意事项

5.1连接头连接以前,必须用无水酒精把插芯的端面擦干净,以保证对接时没有杂质,否则会影响检测的准确性。

5.2测试连接器的dB 值应该是已知值,通常≤0.02dB。当天的校准值与前一天的校准值相比较,差值必须 ≤0.02dB,所有的校准值必须≤0.05dB,如果校对不符合以上要求,立即与车间负责人联系或按《测试基准体系管理规定》进行处理。测试连接器如需 更换,必须在《插入损耗基准校对记录》表中注明。

5.3测试过程中,每测5套就要重新核对清零前的dBm 值是否正常。出现问题要及时处理。

5.4对于非FC/PC型被测连接器,要用FC-XX 转换适配器转接,方可测试。(XX-被测连接器连接头型号)

5.5测试连接器(MASTER )接光源处必须是FC/PC型连接头。

5.6光源与光功率计所使用的波长必须一致。

5.7测试适配器的陶瓷管方向和适配器的使用方向应保持一致。

5.8如果被测试连接器属于多芯缆制成品,所有连接头经测试后必须100%符合《生产任务单》的技术要求方可流入下一道工序,否则按《不合格品控制程序》进行标识处理。

5.9每天测试结束后,要记住关闭光源和光功率计,给测试连接器的连接头和探测器盖上防尘帽。

6. 相关文件

《不合格品控制程序》

《测试基准体系管理规定》

包装作业指导书

1. 使用范围

2. 设备和工具

剪刀、直尺、刀片、锤子和封口机等

3. 包装要求

3.1填写数据要求

3.1.1书写吊牌及不干胶前,要校对生产任务单,确定后按吊牌上的有关项目用黑色水笔以正楷字准确无误地填写,不能有涂改现象,字体不能超出空格。

3.1.2同一批次同一型号的产品,不能出现零号,重号和超出总数的编号。

3.2单芯∮2.0、∮3.0及双芯∮2.0、∮3.0连接器包装要求

3.2.1光缆一定要理顺来盘绕,不能有交叉现象,盘绕内径在11-13cm 之间,连接头必须对称分布(尾纤二扎线应对称)。

3.2.2用扎线扎住连接器的螺帽或外框套,扎线绕两周在内侧打结,松紧应适中,扎线头不能太长(约1-1.5cm )。

3.2.3吊牌一定要挂在靠近连接头的单缆上,若是双芯缆,必须挂在同一边。

3.2.4若用吸塑盒包装时,连接头的朝向统一朝上(按盒子正向做参照物),如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致。

3.2.5若用塑料袋时,连接头的朝向向袋口方向,如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致。封口时,在离袋口3-4cm 处封口。

3.2.6若用纸板加塑料袋时,连接头应朝向纸板开口处,如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致,纸板开口与袋口方向还应一致。

3.3∮0.9包装

3.3.1光缆一定要理顺来盘绕,不能有交叉现象,盘绕内径在6-7cm 之间,连接头必须对称分布。

3.3.2用美纹胶在螺帽或外框套上贴牢。

3.3.3连接头的朝向统一朝上,如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致。

3.4防水缆包装要求

3.4.1绕圈大约在40cm 左右,最小的内径不得小于25cm 。

3.4.2防水接头必须是扎在圈的旁侧,在防水接头至连接头之间用包装膜绕一圈,在防水接头及连接头处应绕上2-3圈。

3.5中性包装要求

3.5.1包装同3.2-3.4,只是不用吊牌。

3.5.2吸塑盒包装时,不干胶数据帖于吸塑盒里面中间。

3.5.3用袋包装时,不干胶帖于袋的中下方(约12cm 处)。

3.5.4用纸板夹时,数据直接填在纸板上。

4. 注意事项:

4.1多芯缆包装按照样板包装。

4.2客户特别要求时,必须严格按其要求执行。

附表1:用APPROL 研磨纸进行研磨

研研磨纸可研磨纸研磨液

磨步用次数 (精工)

初磨 80 9 研磨时间与研磨次数对应 研磨油或1-10次40〞 11-15次50〞

纯净水 16-20次55〞21-30次1′

细磨 50

抛磨 50 1 0.5 纯净水 21-30次1′20″ 纯净水 研磨液 1-10次1′ 10-30次1′10″ 1-30次1′ 31-40次

1′20″

41-50次1′25″

附表2:施加的压力参考表

工序 研磨时间 研磨液

粗磨 1.5分钟

中磨 1.5分钟

细磨 1.5分钟

抛磨 1.5分钟 纯净水 9-12个插芯 6-9个插芯 二级压力(正常) 三级压力 精工研磨液 三级压力(正常) 三级压力 纯净水 三级压力(正常) 二级压力 精工研磨液 二级压力(正常) 二级压力

四. 实训实验任务

根据作业指导书和研磨机的说明书,做一根FC/PC 和FC/APC跳线各一次,具体数量酌情处理。并检测生产出来的跳线,要求对胶的固化、划痕、单/多模等有所了解。 前面给出的作业指导书是全部生产流程,其中部分细节,我们实训实验中可能不做要求,但需要学生了解实际生产过程。例如包装过程,二次组装过程是用手拧上,不用卡紧机(卡紧机的压力表指针是否达到4kg/cm),检测端面时不用干涉玻璃片检测偏心等。

附录I 、光纤连接器的部分基础知识

光纤连接器简介:

ST 、D4 FDDI 、D4

光纤连接器是光纤通信系统中各种装置连接所必不可少的器件,也是目前使用量最大的光纤器件。在安装任何光纤系统时,都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来,以实现光纤链路的接续。光纤链路的接续,又可以分为永久性的和活动性的两种。永久性的接续,大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现;活动性的接续,一般采用活动连接器来实现。本实验主要对活动连接器做简单的介绍。

光纤活动连接器,俗称活接头,一般称为光纤连接器,是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件,已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中,是目前使用数量最多的光无源器件。光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件,它是把光纤的两个端面精密对接起来,以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去,并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小,这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上,光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。

光纤连接器的组成结构和对接原理:

光纤连接器的主要用途是用以实现光纤的接续。现在已经广泛应用在光纤通信系统中的光纤连接器,其种类众多,结构各异。但细究起来,各种类型的光纤连接器的基本结构却是一致的,即绝大多数的光纤连接器的一般采用高精密组件(由两个插针和一个耦合管共三个部分组成)实现光纤的对准连接。

这种方法是将光纤穿入并固定在插针中,并将插针表面进行抛光处理后,在耦合管中实现对准。插针的外组件采用金属或非金属的材料制作。插针的对接端必须进行研磨处理,另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软缆以释放应力。耦合管一般是由陶瓷、或青铜等材料制成的两半合成的、紧固的圆筒形构件做成,多配有金属或塑料的法兰盘,以便于连接器的安装固定。为尽量精确地对准光纤,对插针和耦合管的加工精度要求很高 跳线:在一段光纤(或单芯光缆)的两头都装上插头, 称为跳线,主要作光配线之用。

尾缆:在一段多芯光缆的一头装上插头,称为尾缆,用于连接干线与光配线设备。 适配器:将两个光插头连接起来的器件成为适配器。

光插头的组成

光插头由光纤(或单芯光缆)、插针和外部零件组成。

光纤:常用的有多模、单模和数据光纤三种, 这三种光纤的外径均为 Φ125μm,而芯径分别为Φ50μm、Φ9μm、Φ62.5μm。

插针:它是连接器的关键零件,制作材料有不绣钢、不锈钢镶陶瓷、全陶瓷、玻璃、塑料等多种。由于陶瓷材料具有优良的温度稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀能力,在光通信中多采用陶瓷插针。

外部零件:它是光纤连接器中的辅助部件,制作材料依型号而定,有金属、塑料等。

光纤连接器不能单独使用,它必须与其它同类型的连接器互配,才能形成光通路的连接,目前,较为流行的光纤连接器装配和对接方式为:利用环氧树脂热固化剂,将光纤粘固在高精度的陶瓷插针孔内,然后使两插针在外力的作用下,通过适配器套筒的定位,实现光纤之间的对接(如图1.1)。

图1.1 光纤连接器对接原理

由图1.1可看出,保证对接的两根光纤纤芯接触时成一直线是确保连接器优良的连接质量的关键,它主要取决于光纤本身的物理性能和连接器插针的制造精度,以及连接器的装配加工精度。同时,光纤的光学性能指标和插针端面的抛光质量对于连接器的光学性能和使用可靠性也有着直接的影响。

光纤连接器的分类:

虽然目前全世界共有超过70多种光连接器,并且新品种还在不断出现,但市场上(尤其是中国市场),其主流品种仍然是早年就一直沿袭下来的直径为φ2.5mm的精密陶瓷插芯和陶瓷管构成的连接器(如FC 、SC 、ST 等)。此外,φ1.25mm陶瓷芯的小型连接器(如LC 、MU 等),以及带状光纤连接器为主的多芯连接器(如MTP 等)的需求量也逐步增加。

1. 按传输媒介:可分为常见的硅基光纤的单模、多模连接器,还有其它媒介如塑胶等为传输媒介的光纤连接器。

式;其中,ST 连接器通常用于布线设备端,如光纤配线架、光纤模块等;SC 和MT 连接器用于网络设备端较多。

3.

4. 按光纤端面形状:有FC 、PC (包括SPC 或UPC )和APC 型。 按光纤芯数:有单芯、多芯(如MT-RJ )型光纤连接器之分。

光纤连接器的性能:

光纤连接器的性能,首先是光学性能,此外还要考虑光纤连接器的互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等。

(1)光学性能

对于光纤连接器的光性能方面的要求,主要是插入损耗和回波损耗这两个最基本的参数。

插入损耗(Insertion Loss)即连接损耗,是指因连接器的导入而引起的链路有效光功率的损耗。

IL=-10log(I1/I0)

式中 I0--输入光功率; I1--输出光功率。插入损耗越小越好,一般要求应不大于0.5dB 。 回波损耗(Return Loss, Reflection Loss)是指连接器对链路光功率反射的抑制能力,其典型值应不小于25dB 。实际应用的连接器,插针表面经过了专门的抛光处理,可以使回波损耗更大,一般不低于45dB 。回波损耗 PC≥40dB UPC≥50dB APC≥60dB。

RL=-10log(I 反/I0)

式中 I0--输入光功率;I 反--后向反射光功率。

(2)互换性

将插头和适配器按一定的规则互换后,插入损耗的变化值。互换性≤±0.2db。

(3)重复性

重复插拨后插入损耗的变化值。用 dB 表示。在 1000 次插拨之后,插入损耗的变化≤±0.1dB。

(4)抗拉强度

对于做好的光纤连接器,一般要求其抗拉强度应不低于90N 。

(5)温度

一般要求,光纤连接器必须在-40o C ~+70o C 的温度下能够正常使用。

(6)插拔次数

目前使用的光纤连接器一般都可以插拔l000次以上

对于插针端面还有下述几项指标:

曲率半径:插针的端面多研磨成球面或斜球面,它们的曲率半径应在标准规定的范围内。曲率半径:PC :7~25mm APC:5~12mm 。

球心偏移:指研磨形成的球心与纤芯之间的距离。球心偏移≤50μm。

光纤高度:光纤相对于球面的高度,光纤高度标准为-100~+100nm。

光纤端面粗糙度: Rq :0~50nm Ra:0~50nm 。

一条跳线或尾纤,只有上述各项指标都达到有关标准规定的要求,才是合格的产品。 部分常见光纤连接器:

根据插针端面不同,分为FC 、PC (包括SPC 或UPC )和APC.FC :平面。 PC :插针端面为球面, 端面曲率半径最大,近乎平面接触。SPC 型插头端面的曲率半径为20mm ,反射损耗可达45dB ,插入损耗可以做到小于0.2dB ;.UPC :插针端面也是球面,但抛磨更加精细,端面光洁度比PC 要好。 APC :反射损耗最高, 除了采用球面接触外,还把端面加工成斜面,倾斜角度一般为8度以使反射光反射出光纤,避免反射回光发射机。

在实际应用过程中,我们一般按照光纤连接器结构的不同来加以区分。以下简单的介绍一些目前比较常见的光纤连接器:

(1) FC 型光纤连接器

这种连接器最早是由日本NTT 研制。FC 是Ferrule Connector的缩写,表明其外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。最早,FC 类型的连接器,采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式(FC)。此类连接器结构简单,操作方便,制作容易,但光纤端面对微尘较为敏感,且容易产生菲涅尔反射,提高回波损耗性能较为困难。后来,对该类型连接器做了改进,采用对接端面呈球面的插针(PC),而外部结构没有改变,使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。

(2)SC型光纤连接器

这是一种由日本NTT 公司开发的光纤连接器。其外壳呈矩形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC 型完全相同,其中插针的端面多采用PC 或APC 型研磨方式;紧固方式是采用插拔销闩式,不需旋转。此类连接器价格低廉,插拔操作方便,介入损耗波动小,抗压强度较高,安装密度高。

(3) 双锥型连接器(Biconic Connector)

这类光纤连接器中最有代表性的产品由美国贝尔实验室开发研制,它由两个经精密模压成形的端头呈截头圆锥形的圆筒插头和一个内部装有双锥形塑料套筒的耦合组件组成。

(4) DIN47256型光纤连接器

这是一种由德国开发的连接器。这种连接器采用的插针和耦合套筒的结构尺寸与FC 型相同,端面处理采用PC 研磨方式。与FC 型连接器相比,其结构要复杂一些,内部金属结构中有控制压力的弹簧,可以避免因插接压力过大而损伤端面。另外,这种连接器的机械精度较高,因而介入损耗值较小。

(5) MT-RJ型连接器

MT-RJ 起步于NTT 开发的MT 连接器,带有与RJ-45型LAN 电连接器相同的闩锁机构,通过安装于小型套管两侧的导向销对准光纤,为便于与光收发信机相连,连接器端面光纤为双芯(间隔0.75mm )排列设计,是主要用于数据传输的下一代高密度光连接器。

(6) LC型连接器

机理制成。其所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC 、FC 等所用尺寸的一半,为1.25mm 。这样可以提高光配线架中光纤连接器的密度。目前,在单模SFF 方面,LC 类型的连接器实际已经占据了主导地位,在多模方面的应用也增长迅速。

(7)ST 型光纤连接器

ST 型光纤连接器外壳呈圆形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC 型完全相同,其中插针的端面多采用 PC 或APC 型研磨方式。紧固方式为螺丝扣。此类连接器适用于各种光纤网络,操作简便,且具有良好的互换性。

(8) MU型连接器

MU(Miniature unit Coupling)连接器是以目前使用最多的SC 型连接器为基础,由NTT 研制开发出来的世界上最小的单芯光纤连接器,该连接器采用1.25mm 直径的套管和自保持机构,其优势在于能实现高密度安装。利用MU 的l.25mm 直径的套管,NTT 已经开发了MU 连接器的系列。它们有用于光缆连接的插座型光连接器(MU -A 系列),具有自保持机构的底板连接器(MU -B 系列)以及用于连接LD /PD 模块与插头的简化插座(MU-SR 系列)等。随着光纤网络向更大带宽更大容量方向的迅速发展和DWDM 技术的广泛应用,对MU 型连接器的需求也将迅速增长。

随着光纤通信技术不断的发展,特别是高速局域网和光接入网的发展,光纤连接器在光纤系统中的应用将更为广泛。同时,也对光纤连接器提出了更多的、更高的要求,其主要的发展方向就是:外观小型化、成本低廉化,而对性能的要求却越来越高。在未来的一段时间内,各种新研制的光纤连接器将与传统的FC 、SC 等连接器一起,形成“各显所长,各有所用”的格局。

使用光纤连接器应注意事项:

①光纤连接器插针针体要保持清洁,不使用时一定戴好护帽。 ②光纤连接器的纤缆部分禁止直角和锐角弯折,严禁受重物挤压,纤体有折痕、压痕、破损的连接器不能使用,纤体的盘绕半径需要大于30 mm。 ③一端已与光设备连接的光纤连接器端面通常不要用眼直视,否则会对视力造成伤害。 ④在光纤连接时一定要注意光纤连接头的匹配。 ⑤光纤连接器在与法兰盘对接时,定位销一定要对准法兰盘凹槽。

下面我们以最常见的FC 型(即圆柱套筒型)连接器为例讲一下连接器的基本结构。

FC 型连接器,采用套筒(sleeve )对中和微孔插针(ferrule )配合的结构。这种结构,由一只套筒和两只带光纤的插针组成。插针是一只套管,其外径为ф2.49(9 ±0.0005)mm ,

在插针内孔。套管(sleeve)的内径 ф=2.48~2.49mm ,与两只带光纤的插针精密配合,完成两根光纤的对中。两个插针的端面则通过两侧的保持弹簧来保证其端面紧密接触。减小插入损耗(Insertion Loss)是连接器设计的基础. 所谓插入损失是指由于连接器的引入而导致的链路功率损耗,定义为连接器的输出功率与输入功率比的分贝数。产生插入损耗的机理有两方面:

1. 光纤公差引起的固有损耗,主要由光纤制造公差, 即纤芯尺寸、数值孔径、纤芯/包层

同心度和折射率分布失配等因素产生。

2. 连接器加工装配引起的固有损耗. 这是由连接器加工装配公差,即端面间隙、轴线倾角、

横向偏移和菲涅尔反射及端面加工精度等因素产生的。

(1) 纤芯(或模场)尺寸失配;

(2) 数值孔径失配;

(3) 折射率分布失配;

(4) 端面间隙;多模光纤端面间隙产生的损失是间隙距离 d ,纤芯直径 Df, 光纤数值孔径NA 和间隙内介质折射率 n0 的函数。单模光纤端面间隙产生的损耗是间隙距离 d ,模场半径 w 和光纤折射率 nf 的函数。

(5) 轴线倾角;多模光纤轴线倾角产生的损耗是光纤数值孔径 NA ,折射率 nf 和轴线倾角的函数。单模光纤轴线倾角产生的损耗是光纤模场半径 w ,折射率 nf, 波长和轴线倾角的函数。

(6) 横向偏移或同心度;多模光纤横向偏移产生的插入损耗是偏心量 x 和纤芯直径 Df 的函数。单模光纤横向偏移产生的插入损耗是偏移量x 和平均模场半径 w0的函数。多模光纤的纤芯直径为 50μm,单模光纤的模场半径为 5μm,相对折射率差 =0.3%。

(7) 菲涅尔反射;菲涅尔反射是光在光纤与空气交界面产生反射的一种物理现象。 附录II 、可能用于科研的一点建议

如果指导教师或者研究生想做一些研究发表文章,您可以参考如下的链接: 检索词:光纤连接器 研磨,可以找到相关文献7725篇。

您可以参考其中的部分文章,通过相应的实验研究,发表您自己的文章。

光纤连接器制作与测试实训系统GCFOP-B

实 验 讲 义

(作业指导书)

武汉光驰科技有限公司

Wuhan Guangchi Technology Co.,LTD

多世纪电子技术带来的物质文明之后, 已开始享受光的技术带来的革命和便利. 有充分的理由使人们相信, 人类已逐步进入由光主宰的技术世界.

但是伴随着技术和应用的高速发展, 我们的人才培养大大滞后, 其中一个重要原因就是光电子教学实验技术的落后和缺乏, 使我们的学生无法切实领会和进入深奥而又和谐美妙的光的世界.

武汉光驰科技有限公司就是在这个时代的需求中应运而生, 专业并且专职开发光纤通信、光纤传感和光电信息技术实验教学系列产品. 它依托于华中科技大学光电学院, 结合着几十年光电子教学和科研的经验, 汇集着从硅谷归来的青年才俊以及国内优秀的专家学者, 引入充足的风险投资和充满活力的运营机制, 在公司建立伊始, 就专注于光纤通信技术实验, 在公司成立的短短的几年时间里, 开发出多项光纤通信、光纤传感和光电信息技术教学实验新产品, 在华中科技大学、武汉大学、苏州大学、苏州科技学院、河北大学、山东师范大学、中国海洋大学、青岛科技大学、华侨大学、辽宁石油化工大学等三十多所高校得到应用.

借此我们向所有有志于发展光通讯教学和科研的高校及老师, 推荐我们的产品和服务, 并欢迎各位老师来我公司参观和开展各项合作. 愿我们的产品能为我们的教育事业提供帮助, 愿我们的光通讯事业更加蓬勃发展.

武汉光驰科有限公司

目录

一.光纤连接器的目前基本状况 . ....................................... 3 二.光纤连接器的制作示意图 . ........................................... 3 三.光纤连接器的作业指导书 . ........................................... 5

穿散件作业指导书 . ........................................................ 5 粘合剂的配制作业指导书 . ............................................ 5 光纤插入和加热固化作业指导书 . ................................ 5 FC 研磨作业指导书....................................................... 6 端面检查作业指导书 . .................................................... 8 二次卡紧FC 型组装作业指导书 ................................. 9 插入损耗测试作业指导书 . ............................................ 9 包装作业指导书 . .......................................................... 10 附表1:用APPROL 研磨纸进行研磨 ..................... 11 附表2:施加的压力参考表 . ....................................... 12 四. 实训实验任务 . ........................................................... 12 附录I 、光纤连接器的部分基础知识 ............................... 13 附录II 、可能用于科研的一点建议 . ................................. 18

光纤连接器是用于连接两根光纤或光缆,以形成连续光通路的可以重复使用的光无源器件,在光通信系统中起着接续的作用,已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试器中,是目前使用数量最多的光无源器件。

整体光通讯产业来观察光无源器件,则这类产品特别适合发展中国家中小企业投资发展,其最重要原因在于光无源器件的技术相较于有源器件或其他传输设备而言, 进入障碍较低,另外产品趋向于规模化生产以及系列产品生产,适合以量产能力为其优势的厂商生产。另外光无源器件由于零组件制造之人工比重偏高,为节省成 本世界通讯大厂近来有转至亚太地区生产之趋势,使得未来亚太地区厂商接单生产机会增加。中国因为多方面原因而成为世界“加工工厂”,而在无源器件中,光连接器的使用量最大,然后是光纤耦合器和隔离器等器件。

由于近20年来制造业向中国的转移,国内对光连接器的需求大幅度提高,同时包括Tyco/AMP、Molex 、JDSU 、Bookham 、Oplink 等国际知名光连接器企业在内的全球各地连接器厂商纷纷把生产基地转移到中国内地,国内光连接器行业发展速度大大高于全球平均水平。

根据BISHOP ASSOCIATES的统计,2005年中国连接器市场销售额为49.46亿美元,同比增长20.1%。在全球5大区域市场中, 中国区域市场发展最快,在2000~2005年中年复合增长率高达27.20%。中国已经成为全球连接器增长最快的市场,并将继续保持高速增长的态势。

二.光纤连接器的制作示意图

这里我们假设您已经对光纤连接器比较了解,如果了解不多,请参阅附件光纤连接器的部分基础知识。

下图是光纤连接器研磨制作过程示意图(仅仅是示意):

图1,光纤研磨的简单示意图

1,半成品,将剥好的光纤穿入插芯的中心孔中,并点胶固化,然后将光纤沿插芯端面切断。

2,研磨,将光纤端面和插芯端面一起研磨,得到光纤端面与插芯端面一平的效果。 3,抛光或者细磨,这一步表面上和研磨没有什么区别,但是学术界有很多人认为抛光和研磨有严格意义上的区别,认为抛光会产生一种区别与原物质的类似膜,但也有人不

这里仅仅是做一个示意,实际中的操作步骤很多,也比较复杂,详细请参阅作业指导书的详细步骤。

虽然各个厂家的作业指导书都不尽相同,但是基本步骤都一致,并且大同小异,这里我们给出某个厂家的作业指导书供参考!它们依次是:

1,穿散件作业指导书

插针后面的散件得在插针穿入前,套在光缆上。 2,粘合剂的配制作业指导书

调胶的方法说明。

3,光纤插入和加热固化作业指导书

把光纤插入插芯,示意图中的第1步骤。 4,FC 研磨作业指导书

示意图上的第二、第三步骤。 5,端面检查作业指导书

研磨后的筛选检测,是好的才进行最好的封装。 6,二次卡紧FC 型组装作业指导书

把穿散件作业指导书1中提到的散件做最后的组装,是外壳封装。 7,插入损耗测试作业指导书

成品检测。 8,包装作业指导书

穿散件作业指导书

1.准备工作

1.1根据生产单的要求准备好相应的工具及原料, 辅料(物料盒/胶护套/止动环/卡环/胶纸)。

1.2检查散件及上道工位移交半成品。 2. 操作方法

2.1仔细确认所有材料是否和生产任务相符。 2.2六条一批穿上所有散件。

2.3将散件用胶纸固定在光缆上,预留部分为0.6—0.75m 。 2.4详细作好作业记录。 3. 注意事项

3.1所穿散件方向不可穿反。 3.2散件不可多穿或少穿。

3.3固定的散件必须在光缆上保持整齐。

3.4保持工作台面整洁,零件应按规定物料盒放置。 粘合剂的配制作业指导书

1. 作业名 粘合剂的配制 2. 范围

调配353ND 粘合挤

3. 使用的机器和工具

称量杯、电子秤、竹签、纸巾、超声波清洗机。 4. 预备

4.1把称量杯清洁干净待用。

4.2把称量杯放在电子秤上,再把电子秤回零。 4.3准备好粘合剂353ND 和固化挤。 5. 操作步骤

5.1按所需量把353ND 粘合挤和固化挤以10:1的比例分别倒入称量杯。 5.2用竹签在称量杯按顺时针方向均匀搅拌5分钟,使其充分。

5.3粘合挤搅拌混合后有气泡,用超声波清洗机处理二十分钟把气泡完全分离掉。 6. 注意事项

调胶量要根据生产量而定,使用时间不得超过2小时。 光纤插入和加热固化作业指导书 1. 作业名

光纤插入和加热固化 2. 使用范围

适用于各种光纤活动连接器。

烤炉(包括夹盘)、剪刀、小粘纸、米勒刀、酒精、擦试纸、纸巾、挂钩和适当工具。 4. 预备

4.1开始这道工序之前,首先一定要根据生产任务单检查前一道工序是合格,确认以后方可进行以下操作。

4.2打开拷炉电源,检查时间和温度是否符合要求。 5. 操作步骤

5.1把光纤活动连接器按10条一组剥纤。

5.2然后用擦拭纸蘸去少量酒精清洁光纤表面。 5.3检查清洁后的光纤表面是否干净。

5.4用细杆(可用笔)在垂直的两个方向拨动光纤,如光纤裂,应重新剥纤并检查。 5.5将已清洁干净的光纤从已吸好胶的插芯的尾部插入。插入时,用一只手拿住已吸好胶的插芯,另一只手拿光缆,将准备好的光纤从插芯的尾部穿入,直到∮0.9的光纤涂层插到插芯底部,光纤从插芯顶部伸出。回拉光纤约1mm ,以确认是否断纤。

5.6全部的插入完毕确定无误后,用竹签蘸去少量粘合挤,把插芯尾部的粘合挤修整成锥形,并在插芯顶部的光纤处点上胶。

5.7以上各工序完成后,将插好光纤的插芯放到夹盘上并用小粘纸固定好,把夹盘放上烤炉进行固化。

5.8固化30分钟后,烤炉红色灯亮。检查确认固化完成,粘合挤呈褐色,用适当工具轻触后表现一定硬度。如不符合要求,应适当延长时间,直到合格为止。符合要求后旋开螺丝。取下夹盘。用适当工具把插芯顶部伸出的光纤折断,撕去小粘纸,把插芯从夹盘上取出,然后把光缆挂上挂钩,送到下一工序。 5.9正确填写操作传票。 6. 温度和时间的控制

6.1每周用热电偶温度计监测并记录每台烤炉的最高温度,检测时用热电偶温度计的探测头持续接触夹盘槽一侧,持续观察显示的温度,记录其最高温度。检测时放下烤炉防护盖以免外界影响温度。

6.2烤炉的最高温度应为97~103℃,如不符合要求,应相应增减 烤炉的温度控制旋扭,再次检测,使其符合要求。

6.3烤炉的时间旋钮设定为30分钟左右,可根据经验在正负5分钟内调整。固化的时间以粘合挤的颜色和硬度为准,可以相应提前或延长固化时间。 7. 注意事项

7.1如果光纤断在插芯里,要及时进行处理,用钢丝顶出断纤,吸胶后重做插入。 7.2加热固化时,烤炉两边的螺丝不能拧得太紧,以免固化后卸不下来。 7.3注意光纤表面涂覆层是否清洗干净,否则影响粘合剂连接插芯的强度。 7.4一定要保持插芯表面和烤炉清洁,随时处理残留胶迹。 8. 相关记录 操作传票

烤炉温度时间记录表 FC 研磨作业指导书

1. 使用机器和工具

精工研磨机一套,PC 磨盘若干,挂钩、六角螺丝扳手、超声波清洗机、气枪、研磨油、纯净水、抛磨液、研磨纸和纸巾。

2.1打开研磨机电源,启动研磨机空转3分钟左右。

2.2看机器上研磨纸是否要更换。如要更换,应撕去旧研磨纸后在研磨胶垫上涂上少量净水,将新研磨纸与橡胶垫完全粘贴,让研磨纸粘接牢固,间隙不产生气泡才能和研磨纸粘接不脱落。如不需更换,则用纯净水清洁研磨纸。需保证研磨纸上绝对清洁。 2.3把适量经过过滤的水倒进超声波清洗机里面。 3. 研磨操作步骤分粗中细三道工序 3.1粗磨:

3.1.1研磨前先将光揽挂在滑杆上的挂钩上,然后用手拿住装好插芯的夹具两边凸出部分。用超声波清洗机清洗约1分钟,用柔软的纸巾擦干夹具上的水,再用气枪吹掉夹具上的纸纤维。

3.1.2在研磨纸上均匀滴上几滴纯净水(约4小滴),再把装上插芯的夹具放在机器上第一道研磨。研磨具体时间参考附表1。

3.1.3在机器进行第一道研磨的同时,用纸和纯净水清洁下一道研磨所用的研磨纸,并用气枪吹干(注:在连续研磨时,可利用机器研磨的时间做其他工作)。 3.2中磨:

3.2.1用手拿住完成第一道研磨的插芯夹具的两边凸出部分,用超声波清洗机清洗约1分钟,用柔软的纸巾擦干夹具上的水,再用气枪吹掉夹具上的纸纤维。

3.2.2在研磨纸上均匀滴上几滴纯净水(约4小滴),再把完成第一道研磨的插芯上机进行第二道研磨,研磨具体时间参考附表1。

3.2.3在机器进行第二道研磨的同时,用纸和纯净水清洁前一道研磨所用的研磨纸,并用气枪吹干。 3.3细磨:

3.3.1用手拿住完成第二道研磨的插芯夹具的两边凸出部分,

3.3.2研磨的具体时间参考附表1或2(细磨主要使插芯端面光洁无划痕)。 4. 如果要求UPC 的话,就得进行下道抛磨工序抛磨:

4.1用手拿住完成细磨的插芯夹具的两边凸出部分,用超声波清洗机清洗约1分钟,用柔软的纸巾擦干夹具上的水,再用气枪吹掉夹具上的纸纤维。

4.2在研磨纸上均匀滴上少量研磨液,然后将完成第三道研磨的插芯上机进行研磨(抛磨主要是使回波损耗能够达到50db 以上)。 5. 注意事项:

5.1如果插芯不足12个时,要考虑均匀分布或用废插芯补位。

5.2如果在夹具上插芯不足12个而进行机器研磨时,夹具顶上所施的加压力要做相应的改变。

5.3一定要用过滤水,如果用普通用水,可能会因为水中的悬浮颗粒造成插芯磨出来回有很多划痕。

5.4研磨前一定要先将光缆固定在研磨机的上方,同时不得过分拉伸或弯曲光缆。

5.5进行超声波清洗时,手一定要拿住夹具两边凸出部分进行清洗,切记手不能直接拿住光缆进行清洗。

5.6磨盘底座一般在三个月内一定要更换润滑油。

5.7插精工研磨机电源时应先确认其电压是110伏或220伏。 5.8注意研磨纸与研磨液的搭配使用。 5.9节约使用研磨纸和研磨液。

端面检查作业指导书

1. 作业名 端面检查

2. 适用范围

所有连接器的端面检查

3. 使用的机器工具和材料

端面检查仪(含监视器)一台,刀片、干涉玻璃片、夹子、台灯、挂钩、酒精、纸巾和气枪。

4. 预备

4.1开启端面检查仪、监视器电源。必要时适当调整监视器屏幕亮度。

4.2桌面上放好刀片、干涉玻璃片、夹子、台灯、挂钩、酒精、纸巾和气枪,待用。 5. 操作步骤

5.1检验插芯柱面是否有残留胶,若有,要先用刀片刮除干净。

5.2把被检插芯用擦拭纸蘸酒精擦干净后,插入检查仪中心的小孔,调整显微镜的纵向距离直到在监视器屏幕里清晰地看到放大200倍的插芯端面。 5.3判断研磨好的插芯端面是否合格。

5.3.1在屏幕上观察放大的端面,满足以下几条就可以判定端面是合格的: 5.3.1.1插芯端面中心的光纤上及光纤附近没有划痕、麻点、气泡和色斑。 5.3.1.2通光,纤芯出现亮点。

5.3.1.3每12个抽检1个,换上干涉玻璃片后,干涉条纹圆心与纤芯基本重合。

5.3.2如果在监视器屏幕上看到插芯端面有一点小麻点和一点小划痕,而且没有损伤插芯端面部分,干涉条纹又规则,不偏心,这种情况下在FC/PC里面,就可以算是合格。 5.3.3如果如果在监视器屏幕上看到插芯端面有大而密的麻点或是很多小的不规则划痕,则说明研磨的时间不够,需返回去重磨(视麻点或划痕的轻重决定返磨的程 序)。

5.3.4如果如果在监视器屏幕上看到插芯端面有阴暗区域,其面积大于纤芯面积的1/4,这表明纤芯的端面已经崩裂,要考虑报废插芯。

5.3.5如果在监视器屏幕上看到插芯端面有直而且长的划痕,则说明研磨的时候研磨纸上有杂质,需彻底清洁研磨纸后再重磨(视划痕的轻重决定返磨的程序)。

5.3.6如果用干涉玻璃片在监视器屏幕上看到插芯端面干涉环不规则,且中心的第一个干涉环已全部偏离纤芯,则说明这个插芯的球面没有磨好,可能是装夹是不垂直,需返回去重新装上夹具,从粗磨开始重磨。

5.4不合格品处理按照《不合格品控制程序》进行。 5.5检查后应立即填写《操作传票》。 6. 注意事项

6.1端面检查时插芯应和光揽保持垂直状态。

6.2清洗插芯时一定要用擦拭纸加无水酒精,进行清洗干净。 6.3端面检查仪的电源应为220V 。 7. 终检

如是终检,合格品要尽快戴上防尘帽,且防尘帽一定要戴牢。 8. 相关文件

《不合格品控制程序》 9. 记录

《操作传票》

二次卡紧FC 型组装作业指导书

1. 作业名

二次卡紧FC 型组装 2. 适用范围

二次卡紧FC 型的组装 3. 使用机器和工具

卡紧机、剪刀、尖嘴钳、刀片、螺纹胶、方座和酒精 4. 预备

4.1将所需用物品放在桌上待用。

4.2准备好需用的框套、垫圈、螺帽和保护帽摆在桌面上,待用。 4.3检查卡紧机的压力表指针是否达到4kg/cm,否则需调整气压。 5. 操作步骤

5.1将框套插入方座内,套上垫圈,再用螺帽旋入方座固定(称)。

5.2去掉粘在光缆和卡普隆线的粘纸,但橡胶帽套前的粘纸暂不撕去,待需装配橡胶帽套时再撕去。在离插芯尾部约3mm 处,用剪刀将卡普隆线剪断。

5.3放下全部光缆上的零件,同时用刀片在距端约6-8mm 处把光缆外皮破开以便组装。 5.4组装时,把弹簧和止动环套到插芯的尾部,然后在止动环的螺纹上滴一点(适量)螺纹胶,将止动环的螺纹旋 入方座组件内框套的螺纹,直到拧紧。此时插芯应伸出方座组件的底部。再用手拿擦拭纸垫住插芯端面,并按插芯,检查是否有弹性,同时也得检查插芯是否装到 位。要是两项当中有一项没有达到要求,都得将止动环从方座组件旋出。重新旋入,直至插芯有弹性,插芯到位为止。

5.5将卡普隆线和光缆外皮从止动环的尾部拉出,把卡普隆线均匀地包在止动环的尾部滚花部分,再将套环卡入,用卡紧机先卡第一次,然后转过90°再卡紧一次。

5.6将光缆外皮从套环的尾部拉出,分上下两片包在套环的尾端外部,再套上卡环,用卡紧机的六方卡座卡紧。

5.7在卡好的尾部沾一点酒精,撕去橡胶尾端前的粘纸,将橡胶尾套推进至止动环的卡槽里,旋下方座,套上保护帽。 5.8填写操作传票,送往测试。 6. 注意事项

6.1在操作中一定要小心,拉出卡普隆线,以防过分弯曲折断光纤。

6.2在操作步骤5.4时,一定要将止动环的螺纹旋入方座组件内框套的螺纹,并且只能旋转方座,切勿旋转止动套,否则,易使光纤弯曲甚至折断。

6.3在操作步骤5.6时,一定要小心拉出外皮,以防过分拉伸或弯曲光缆。 6.4插芯一定要推到位,插芯前两边槽口,一定要卡到内框套两边定位销。 6.5卡普隆线一定要卡到止动环的滚花部分。 6.6组装工作中不得过分拉伸或卷曲光缆。 插入损耗测试作业指导书

1. 目的

正确测试插入损耗 2. 范围

适用于本公司生产的各种规格型号的光纤活动连接器或尾纤的插入损耗测试(FDDI 除外)。

无水酒精、酒精瓶、擦拭纸、镊子、刀片、棉签和气枪

(测尾纤用:米勒刀、宝石刀或光纤切割刀、127微米光纤活接头或插芯)

(FC/APC JDS 件定点用:螺纹胶、方座、牙签)

4. 操作步骤(以“781RL-13/15”光源,光功率计为例)

4.1开启光源和光功率计(仪器面板上的“POWER”开关向左扭动90度)。

4.2用测试连接器(MASTER )直接连接光源和光功率计的探测器进行回损和插损的校正,先按测试仪上“CHANNEL”键(回损),再按上排第二个键进行回损校正,校正后回损基数为20db 左右,再按光功率计的第二个键进行插损回零。

4.3清零前光功率计所显示的dBm 值是衡量光源是否工作正常的主要参考数据。

4.4将光功率计的探测器上的测试连接器头卸下来后,装上测试适配器。

4.5用一根校准连接器(SUB-MASTER )直接连接测试适配器和光功率计的探测器,此时光功率计所显示的dB 值就是测试连接器的测试接头的插入损耗。从这个值可以看出测试连接器的测试连接头是否正常。

4.6将被测试连接头的两个连接头用酒精擦净后,分别跟探测器和测试连接器连接,得出的dB 值就是该连接头的插入损耗和回损。调换两个被测试连接头的连接头,可得出另一个头的插入损耗和回损。

4.6.1若这两个数值符合《生产任务单》的技术要求,则在测试记录表上记录这两个值。

4.6.2若这两个数值其中一个或两个不符合《生产任务单》的技术要求,可用镊子将卡环取出选取最佳的点后套上复测合格后按4.6.1进行标识(卡紧结构除外)。若找不到点,应按《不合格品控制程序》进行标识处理。

5. 注意事项

5.1连接头连接以前,必须用无水酒精把插芯的端面擦干净,以保证对接时没有杂质,否则会影响检测的准确性。

5.2测试连接器的dB 值应该是已知值,通常≤0.02dB。当天的校准值与前一天的校准值相比较,差值必须 ≤0.02dB,所有的校准值必须≤0.05dB,如果校对不符合以上要求,立即与车间负责人联系或按《测试基准体系管理规定》进行处理。测试连接器如需 更换,必须在《插入损耗基准校对记录》表中注明。

5.3测试过程中,每测5套就要重新核对清零前的dBm 值是否正常。出现问题要及时处理。

5.4对于非FC/PC型被测连接器,要用FC-XX 转换适配器转接,方可测试。(XX-被测连接器连接头型号)

5.5测试连接器(MASTER )接光源处必须是FC/PC型连接头。

5.6光源与光功率计所使用的波长必须一致。

5.7测试适配器的陶瓷管方向和适配器的使用方向应保持一致。

5.8如果被测试连接器属于多芯缆制成品,所有连接头经测试后必须100%符合《生产任务单》的技术要求方可流入下一道工序,否则按《不合格品控制程序》进行标识处理。

5.9每天测试结束后,要记住关闭光源和光功率计,给测试连接器的连接头和探测器盖上防尘帽。

6. 相关文件

《不合格品控制程序》

《测试基准体系管理规定》

包装作业指导书

1. 使用范围

2. 设备和工具

剪刀、直尺、刀片、锤子和封口机等

3. 包装要求

3.1填写数据要求

3.1.1书写吊牌及不干胶前,要校对生产任务单,确定后按吊牌上的有关项目用黑色水笔以正楷字准确无误地填写,不能有涂改现象,字体不能超出空格。

3.1.2同一批次同一型号的产品,不能出现零号,重号和超出总数的编号。

3.2单芯∮2.0、∮3.0及双芯∮2.0、∮3.0连接器包装要求

3.2.1光缆一定要理顺来盘绕,不能有交叉现象,盘绕内径在11-13cm 之间,连接头必须对称分布(尾纤二扎线应对称)。

3.2.2用扎线扎住连接器的螺帽或外框套,扎线绕两周在内侧打结,松紧应适中,扎线头不能太长(约1-1.5cm )。

3.2.3吊牌一定要挂在靠近连接头的单缆上,若是双芯缆,必须挂在同一边。

3.2.4若用吸塑盒包装时,连接头的朝向统一朝上(按盒子正向做参照物),如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致。

3.2.5若用塑料袋时,连接头的朝向向袋口方向,如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致。封口时,在离袋口3-4cm 处封口。

3.2.6若用纸板加塑料袋时,连接头应朝向纸板开口处,如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致,纸板开口与袋口方向还应一致。

3.3∮0.9包装

3.3.1光缆一定要理顺来盘绕,不能有交叉现象,盘绕内径在6-7cm 之间,连接头必须对称分布。

3.3.2用美纹胶在螺帽或外框套上贴牢。

3.3.3连接头的朝向统一朝上,如转接跳线,相同的连接头摆放方向还应一致。

3.4防水缆包装要求

3.4.1绕圈大约在40cm 左右,最小的内径不得小于25cm 。

3.4.2防水接头必须是扎在圈的旁侧,在防水接头至连接头之间用包装膜绕一圈,在防水接头及连接头处应绕上2-3圈。

3.5中性包装要求

3.5.1包装同3.2-3.4,只是不用吊牌。

3.5.2吸塑盒包装时,不干胶数据帖于吸塑盒里面中间。

3.5.3用袋包装时,不干胶帖于袋的中下方(约12cm 处)。

3.5.4用纸板夹时,数据直接填在纸板上。

4. 注意事项:

4.1多芯缆包装按照样板包装。

4.2客户特别要求时,必须严格按其要求执行。

附表1:用APPROL 研磨纸进行研磨

研研磨纸可研磨纸研磨液

磨步用次数 (精工)

初磨 80 9 研磨时间与研磨次数对应 研磨油或1-10次40〞 11-15次50〞

纯净水 16-20次55〞21-30次1′

细磨 50

抛磨 50 1 0.5 纯净水 21-30次1′20″ 纯净水 研磨液 1-10次1′ 10-30次1′10″ 1-30次1′ 31-40次

1′20″

41-50次1′25″

附表2:施加的压力参考表

工序 研磨时间 研磨液

粗磨 1.5分钟

中磨 1.5分钟

细磨 1.5分钟

抛磨 1.5分钟 纯净水 9-12个插芯 6-9个插芯 二级压力(正常) 三级压力 精工研磨液 三级压力(正常) 三级压力 纯净水 三级压力(正常) 二级压力 精工研磨液 二级压力(正常) 二级压力

四. 实训实验任务

根据作业指导书和研磨机的说明书,做一根FC/PC 和FC/APC跳线各一次,具体数量酌情处理。并检测生产出来的跳线,要求对胶的固化、划痕、单/多模等有所了解。 前面给出的作业指导书是全部生产流程,其中部分细节,我们实训实验中可能不做要求,但需要学生了解实际生产过程。例如包装过程,二次组装过程是用手拧上,不用卡紧机(卡紧机的压力表指针是否达到4kg/cm),检测端面时不用干涉玻璃片检测偏心等。

附录I 、光纤连接器的部分基础知识

光纤连接器简介:

ST 、D4 FDDI 、D4

光纤连接器是光纤通信系统中各种装置连接所必不可少的器件,也是目前使用量最大的光纤器件。在安装任何光纤系统时,都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来,以实现光纤链路的接续。光纤链路的接续,又可以分为永久性的和活动性的两种。永久性的接续,大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现;活动性的接续,一般采用活动连接器来实现。本实验主要对活动连接器做简单的介绍。

光纤活动连接器,俗称活接头,一般称为光纤连接器,是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件,已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中,是目前使用数量最多的光无源器件。光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件,它是把光纤的两个端面精密对接起来,以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去,并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小,这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上,光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。

光纤连接器的组成结构和对接原理:

光纤连接器的主要用途是用以实现光纤的接续。现在已经广泛应用在光纤通信系统中的光纤连接器,其种类众多,结构各异。但细究起来,各种类型的光纤连接器的基本结构却是一致的,即绝大多数的光纤连接器的一般采用高精密组件(由两个插针和一个耦合管共三个部分组成)实现光纤的对准连接。

这种方法是将光纤穿入并固定在插针中,并将插针表面进行抛光处理后,在耦合管中实现对准。插针的外组件采用金属或非金属的材料制作。插针的对接端必须进行研磨处理,另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软缆以释放应力。耦合管一般是由陶瓷、或青铜等材料制成的两半合成的、紧固的圆筒形构件做成,多配有金属或塑料的法兰盘,以便于连接器的安装固定。为尽量精确地对准光纤,对插针和耦合管的加工精度要求很高 跳线:在一段光纤(或单芯光缆)的两头都装上插头, 称为跳线,主要作光配线之用。

尾缆:在一段多芯光缆的一头装上插头,称为尾缆,用于连接干线与光配线设备。 适配器:将两个光插头连接起来的器件成为适配器。

光插头的组成

光插头由光纤(或单芯光缆)、插针和外部零件组成。

光纤:常用的有多模、单模和数据光纤三种, 这三种光纤的外径均为 Φ125μm,而芯径分别为Φ50μm、Φ9μm、Φ62.5μm。

插针:它是连接器的关键零件,制作材料有不绣钢、不锈钢镶陶瓷、全陶瓷、玻璃、塑料等多种。由于陶瓷材料具有优良的温度稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀能力,在光通信中多采用陶瓷插针。

外部零件:它是光纤连接器中的辅助部件,制作材料依型号而定,有金属、塑料等。

光纤连接器不能单独使用,它必须与其它同类型的连接器互配,才能形成光通路的连接,目前,较为流行的光纤连接器装配和对接方式为:利用环氧树脂热固化剂,将光纤粘固在高精度的陶瓷插针孔内,然后使两插针在外力的作用下,通过适配器套筒的定位,实现光纤之间的对接(如图1.1)。

图1.1 光纤连接器对接原理

由图1.1可看出,保证对接的两根光纤纤芯接触时成一直线是确保连接器优良的连接质量的关键,它主要取决于光纤本身的物理性能和连接器插针的制造精度,以及连接器的装配加工精度。同时,光纤的光学性能指标和插针端面的抛光质量对于连接器的光学性能和使用可靠性也有着直接的影响。

光纤连接器的分类:

虽然目前全世界共有超过70多种光连接器,并且新品种还在不断出现,但市场上(尤其是中国市场),其主流品种仍然是早年就一直沿袭下来的直径为φ2.5mm的精密陶瓷插芯和陶瓷管构成的连接器(如FC 、SC 、ST 等)。此外,φ1.25mm陶瓷芯的小型连接器(如LC 、MU 等),以及带状光纤连接器为主的多芯连接器(如MTP 等)的需求量也逐步增加。

1. 按传输媒介:可分为常见的硅基光纤的单模、多模连接器,还有其它媒介如塑胶等为传输媒介的光纤连接器。

式;其中,ST 连接器通常用于布线设备端,如光纤配线架、光纤模块等;SC 和MT 连接器用于网络设备端较多。

3.

4. 按光纤端面形状:有FC 、PC (包括SPC 或UPC )和APC 型。 按光纤芯数:有单芯、多芯(如MT-RJ )型光纤连接器之分。

光纤连接器的性能:

光纤连接器的性能,首先是光学性能,此外还要考虑光纤连接器的互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等。

(1)光学性能

对于光纤连接器的光性能方面的要求,主要是插入损耗和回波损耗这两个最基本的参数。

插入损耗(Insertion Loss)即连接损耗,是指因连接器的导入而引起的链路有效光功率的损耗。

IL=-10log(I1/I0)

式中 I0--输入光功率; I1--输出光功率。插入损耗越小越好,一般要求应不大于0.5dB 。 回波损耗(Return Loss, Reflection Loss)是指连接器对链路光功率反射的抑制能力,其典型值应不小于25dB 。实际应用的连接器,插针表面经过了专门的抛光处理,可以使回波损耗更大,一般不低于45dB 。回波损耗 PC≥40dB UPC≥50dB APC≥60dB。

RL=-10log(I 反/I0)

式中 I0--输入光功率;I 反--后向反射光功率。

(2)互换性

将插头和适配器按一定的规则互换后,插入损耗的变化值。互换性≤±0.2db。

(3)重复性

重复插拨后插入损耗的变化值。用 dB 表示。在 1000 次插拨之后,插入损耗的变化≤±0.1dB。

(4)抗拉强度

对于做好的光纤连接器,一般要求其抗拉强度应不低于90N 。

(5)温度

一般要求,光纤连接器必须在-40o C ~+70o C 的温度下能够正常使用。

(6)插拔次数

目前使用的光纤连接器一般都可以插拔l000次以上

对于插针端面还有下述几项指标:

曲率半径:插针的端面多研磨成球面或斜球面,它们的曲率半径应在标准规定的范围内。曲率半径:PC :7~25mm APC:5~12mm 。

球心偏移:指研磨形成的球心与纤芯之间的距离。球心偏移≤50μm。

光纤高度:光纤相对于球面的高度,光纤高度标准为-100~+100nm。

光纤端面粗糙度: Rq :0~50nm Ra:0~50nm 。

一条跳线或尾纤,只有上述各项指标都达到有关标准规定的要求,才是合格的产品。 部分常见光纤连接器:

根据插针端面不同,分为FC 、PC (包括SPC 或UPC )和APC.FC :平面。 PC :插针端面为球面, 端面曲率半径最大,近乎平面接触。SPC 型插头端面的曲率半径为20mm ,反射损耗可达45dB ,插入损耗可以做到小于0.2dB ;.UPC :插针端面也是球面,但抛磨更加精细,端面光洁度比PC 要好。 APC :反射损耗最高, 除了采用球面接触外,还把端面加工成斜面,倾斜角度一般为8度以使反射光反射出光纤,避免反射回光发射机。

在实际应用过程中,我们一般按照光纤连接器结构的不同来加以区分。以下简单的介绍一些目前比较常见的光纤连接器:

(1) FC 型光纤连接器

这种连接器最早是由日本NTT 研制。FC 是Ferrule Connector的缩写,表明其外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。最早,FC 类型的连接器,采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式(FC)。此类连接器结构简单,操作方便,制作容易,但光纤端面对微尘较为敏感,且容易产生菲涅尔反射,提高回波损耗性能较为困难。后来,对该类型连接器做了改进,采用对接端面呈球面的插针(PC),而外部结构没有改变,使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。

(2)SC型光纤连接器

这是一种由日本NTT 公司开发的光纤连接器。其外壳呈矩形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC 型完全相同,其中插针的端面多采用PC 或APC 型研磨方式;紧固方式是采用插拔销闩式,不需旋转。此类连接器价格低廉,插拔操作方便,介入损耗波动小,抗压强度较高,安装密度高。

(3) 双锥型连接器(Biconic Connector)

这类光纤连接器中最有代表性的产品由美国贝尔实验室开发研制,它由两个经精密模压成形的端头呈截头圆锥形的圆筒插头和一个内部装有双锥形塑料套筒的耦合组件组成。

(4) DIN47256型光纤连接器

这是一种由德国开发的连接器。这种连接器采用的插针和耦合套筒的结构尺寸与FC 型相同,端面处理采用PC 研磨方式。与FC 型连接器相比,其结构要复杂一些,内部金属结构中有控制压力的弹簧,可以避免因插接压力过大而损伤端面。另外,这种连接器的机械精度较高,因而介入损耗值较小。

(5) MT-RJ型连接器

MT-RJ 起步于NTT 开发的MT 连接器,带有与RJ-45型LAN 电连接器相同的闩锁机构,通过安装于小型套管两侧的导向销对准光纤,为便于与光收发信机相连,连接器端面光纤为双芯(间隔0.75mm )排列设计,是主要用于数据传输的下一代高密度光连接器。

(6) LC型连接器

机理制成。其所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC 、FC 等所用尺寸的一半,为1.25mm 。这样可以提高光配线架中光纤连接器的密度。目前,在单模SFF 方面,LC 类型的连接器实际已经占据了主导地位,在多模方面的应用也增长迅速。

(7)ST 型光纤连接器

ST 型光纤连接器外壳呈圆形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC 型完全相同,其中插针的端面多采用 PC 或APC 型研磨方式。紧固方式为螺丝扣。此类连接器适用于各种光纤网络,操作简便,且具有良好的互换性。

(8) MU型连接器

MU(Miniature unit Coupling)连接器是以目前使用最多的SC 型连接器为基础,由NTT 研制开发出来的世界上最小的单芯光纤连接器,该连接器采用1.25mm 直径的套管和自保持机构,其优势在于能实现高密度安装。利用MU 的l.25mm 直径的套管,NTT 已经开发了MU 连接器的系列。它们有用于光缆连接的插座型光连接器(MU -A 系列),具有自保持机构的底板连接器(MU -B 系列)以及用于连接LD /PD 模块与插头的简化插座(MU-SR 系列)等。随着光纤网络向更大带宽更大容量方向的迅速发展和DWDM 技术的广泛应用,对MU 型连接器的需求也将迅速增长。

随着光纤通信技术不断的发展,特别是高速局域网和光接入网的发展,光纤连接器在光纤系统中的应用将更为广泛。同时,也对光纤连接器提出了更多的、更高的要求,其主要的发展方向就是:外观小型化、成本低廉化,而对性能的要求却越来越高。在未来的一段时间内,各种新研制的光纤连接器将与传统的FC 、SC 等连接器一起,形成“各显所长,各有所用”的格局。

使用光纤连接器应注意事项:

①光纤连接器插针针体要保持清洁,不使用时一定戴好护帽。 ②光纤连接器的纤缆部分禁止直角和锐角弯折,严禁受重物挤压,纤体有折痕、压痕、破损的连接器不能使用,纤体的盘绕半径需要大于30 mm。 ③一端已与光设备连接的光纤连接器端面通常不要用眼直视,否则会对视力造成伤害。 ④在光纤连接时一定要注意光纤连接头的匹配。 ⑤光纤连接器在与法兰盘对接时,定位销一定要对准法兰盘凹槽。

下面我们以最常见的FC 型(即圆柱套筒型)连接器为例讲一下连接器的基本结构。

FC 型连接器,采用套筒(sleeve )对中和微孔插针(ferrule )配合的结构。这种结构,由一只套筒和两只带光纤的插针组成。插针是一只套管,其外径为ф2.49(9 ±0.0005)mm ,

在插针内孔。套管(sleeve)的内径 ф=2.48~2.49mm ,与两只带光纤的插针精密配合,完成两根光纤的对中。两个插针的端面则通过两侧的保持弹簧来保证其端面紧密接触。减小插入损耗(Insertion Loss)是连接器设计的基础. 所谓插入损失是指由于连接器的引入而导致的链路功率损耗,定义为连接器的输出功率与输入功率比的分贝数。产生插入损耗的机理有两方面:

1. 光纤公差引起的固有损耗,主要由光纤制造公差, 即纤芯尺寸、数值孔径、纤芯/包层

同心度和折射率分布失配等因素产生。

2. 连接器加工装配引起的固有损耗. 这是由连接器加工装配公差,即端面间隙、轴线倾角、

横向偏移和菲涅尔反射及端面加工精度等因素产生的。

(1) 纤芯(或模场)尺寸失配;

(2) 数值孔径失配;

(3) 折射率分布失配;

(4) 端面间隙;多模光纤端面间隙产生的损失是间隙距离 d ,纤芯直径 Df, 光纤数值孔径NA 和间隙内介质折射率 n0 的函数。单模光纤端面间隙产生的损耗是间隙距离 d ,模场半径 w 和光纤折射率 nf 的函数。

(5) 轴线倾角;多模光纤轴线倾角产生的损耗是光纤数值孔径 NA ,折射率 nf 和轴线倾角的函数。单模光纤轴线倾角产生的损耗是光纤模场半径 w ,折射率 nf, 波长和轴线倾角的函数。

(6) 横向偏移或同心度;多模光纤横向偏移产生的插入损耗是偏心量 x 和纤芯直径 Df 的函数。单模光纤横向偏移产生的插入损耗是偏移量x 和平均模场半径 w0的函数。多模光纤的纤芯直径为 50μm,单模光纤的模场半径为 5μm,相对折射率差 =0.3%。

(7) 菲涅尔反射;菲涅尔反射是光在光纤与空气交界面产生反射的一种物理现象。 附录II 、可能用于科研的一点建议

如果指导教师或者研究生想做一些研究发表文章,您可以参考如下的链接: 检索词:光纤连接器 研磨,可以找到相关文献7725篇。

您可以参考其中的部分文章,通过相应的实验研究,发表您自己的文章。


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