固定連接器概要

1、固定連接器概要根本原理和構(gòu)造固定接頭不一定要求拆卸或重復(fù)使用，但要求損耗低，后向反射光小，操作簡便、性能穩(wěn)定。制作固定接頭的方法有熔接法、V形槽法、毛細(xì)管法、套管法等等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，都能制作出滿足工程需要的固定接頭。熔接法制作固定接頭，在實(shí)際中應(yīng)用得最為普遍，是光通信干線中光纖固定連接的主要方法。根本原理和構(gòu)造加熱和熔化的方法有三種，如以下圖。第一種是電弧熔接。它用電極高壓放電的方法加熱光纖，使之熔融連接。根本原理和構(gòu)造第二種是氫焰熔接。用于一些特殊的場合，如海底光纜的光纖熔接。其特點(diǎn)是接頭強(qiáng)度高，但火焰的控制較為困難。第三種是激光熔接。其特點(diǎn)是加熱環(huán)境非常干凈，接頭強(qiáng)度高，但設(shè)備昂貴

2、。單芯V形槽多芯V形槽三棒形成棒料形成除熔接法之外，還有V形槽法、毛細(xì)管法和套管法用這些方法制作的固定接頭插入損耗很小，有一定的后向反射光。其指標(biāo)雖略低于熔接法，但是有小巧靈敏、操作簡便，適宜野外作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。根本原理和構(gòu)造玻璃毛細(xì)管制作的固定接頭套管制作的固定接頭光纖熔接機(jī)的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)光纖熔接的設(shè)備是光纖熔接機(jī)，光纖熔接機(jī)由下述4局部組成:1光纖的準(zhǔn)直與夾緊機(jī)構(gòu)；2光纖的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)；3電弧放電機(jī)構(gòu)；4電弧放電和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)。光纖準(zhǔn)直與夾緊機(jī)構(gòu)光纖的準(zhǔn)直與夾緊機(jī)構(gòu)由精細(xì)V形槽和壓板構(gòu)成。精細(xì)V形槽的作用是使一對(duì)或幾對(duì)光纖不產(chǎn)生軸偏移；壓板使光纖固定在V形槽內(nèi)。然而，即使如此，置于V形槽內(nèi)的光纖

3、，還存在著微小的軸偏移。消除這種軸偏移的一個(gè)方法就是所謂的自調(diào)芯作用。它是指：在放電加熱時(shí)，光纖外表將產(chǎn)生張力。這種外表張力將使微小的軸偏移得到糾正。準(zhǔn)直機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)直原理光纖對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)在熔接光纖之前，一般要通過手動(dòng)或自動(dòng)裝置使纖芯完全對(duì)準(zhǔn)。為了完成這一過程，兩個(gè)V形槽的基座均固定在三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，使V形槽可以在X、Y、Z三個(gè)方向上挪動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由絲桿和步進(jìn)電機(jī)或手柄構(gòu)成，精度很高。通過三個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)整，使光纖纖芯的橫向錯(cuò)位、角度偏向得以消除。光纖的對(duì)準(zhǔn)有下述三種方法。光纖對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)功率監(jiān)測(cè)法是從一根光纖注入光信號(hào)，通過另一根光纖檢測(cè)光信號(hào)，調(diào)節(jié)三維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使輸出光信號(hào)到達(dá)最大值。這種方法最直觀，為

4、許多熔接機(jī)消費(fèi)廠家所采用。光纖對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)中原理：在連接點(diǎn)附近彎曲光纖，通過光耦合器注光，在另一側(cè)通過光檢測(cè)器檢測(cè)出來的光功率，通過三維機(jī)構(gòu)在X、Y、Z三個(gè)方向挪動(dòng)光纖，那么光功率的顯示值隨之變化。當(dāng)Z方向調(diào)到預(yù)定值，再同時(shí)調(diào)節(jié)X、Y方向，使光功率到達(dá)最大，表示纖芯已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)。LIDS原理光纖對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)2.纖芯直視對(duì)光纖而言，空氣和包層的折射率差為40%，包層和纖芯之間的折射率差為0.3%。當(dāng)一束平行光照射到光纖上時(shí)，由于光纖本身的透鏡效果，使光通過光纖斷面時(shí)往中心折射，在焦平面上產(chǎn)生明暗的圖像。在高倍顯微鏡或是電視屏幕上，可以看到光纖的纖芯與包層的界面，分別以高輝度的兩條帶狀的細(xì)黑線顯現(xiàn)出來，夾在

5、兩條細(xì)黑線之間的局部即為纖芯。纖芯直視原理光纖對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)3.包層對(duì)準(zhǔn)包層對(duì)準(zhǔn)原理很簡單，就是利用光學(xué)的方法顯示包層外徑的對(duì)準(zhǔn)程度，然后通過手動(dòng)或自動(dòng)控制系統(tǒng)，使兩根光纖包層外徑對(duì)準(zhǔn)，以到達(dá)纖芯對(duì)準(zhǔn)的目的。這種使纖芯對(duì)準(zhǔn)的方法是間接的。在光纖纖芯對(duì)包層外徑的偏心量小于微米的情況下比較適用。偏心量過大，將產(chǎn)生較大的連接損耗。3.1.2 光纖固定連接器(3) 電弧放電機(jī)構(gòu)熔接機(jī)的電弧放電由兩根電極完成，電極由鉬絲制成。(4) 電弧放電和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制機(jī)構(gòu)在電極放電過程中，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)都由微處理機(jī)控制，按預(yù)定程序工作。光纖固定連接器由芯件和壓蓋兩個(gè)元件構(gòu)成。由合金鋁片制作而成。芯件的制作過程：先在鋁片上加

6、工出對(duì)準(zhǔn)槽V形槽和導(dǎo)引槽即稍大的V形槽，然后將鋁片對(duì)折疊組成芯件。壓蓋是U字形，用于夾緊芯件，固定光纖。固定接頭構(gòu)造其他固定連接方式V形槽固定接頭接續(xù)原理芯件的雙片之間有一微小間隙，便于光纖插入。光纖通過導(dǎo)引槽進(jìn)入到對(duì)準(zhǔn)槽中。當(dāng)兩根光纖的端面接觸后，壓下壓蓋，芯件合攏，產(chǎn)生對(duì)光纖的徑向壓力，使其在對(duì)準(zhǔn)槽中準(zhǔn)確定位和對(duì)準(zhǔn)，形成固定接頭。這種接頭具有如下特點(diǎn)：1當(dāng)光纖外徑有差異時(shí)，在外力作用下，V形槽將發(fā)生微量形變，可以補(bǔ)償由于光纖外徑存在差異而產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)誤差。2由于在同一條V形槽中定位，兩根光纖的軸向精度得以充分保證，沒有軸向誤差。3采用截?cái)喾塬@得高質(zhì)量的端面，使光纖實(shí)現(xiàn)良好接觸，根本上消除光

7、的散射。4芯件的V形槽中放有匹配液，用來消除光纖連接時(shí)的菲涅耳反射損耗，減少光的后向反射。2.4 毛細(xì)管固定接頭毛細(xì)管固定接頭一般采用玻璃材料制作。它的接續(xù)原理是：將兩根處理好的光纖，從兩頭穿入毛細(xì)管內(nèi)，利用其精細(xì)的內(nèi)孔使兩根光纖纖芯對(duì)準(zhǔn)；在兩光纖端面之間參加匹配液，消除菲涅耳反射，降低插入損耗，減小后向反射；用機(jī)械方法使光纖緊固。光纖包層外徑和毛細(xì)管內(nèi)徑之差控制在1微米以內(nèi)。這種固定接頭操作簡便，體積很小，外徑為，長度為40mm。其主要指標(biāo)比較理想：平均插入損耗：，回波損耗：45dB10-55度，抗拉強(qiáng)度：5kg2.4 毛細(xì)管固定接頭回波損耗這種固定接頭的回波損耗在常溫下1055C為45dB

8、以上，隨著溫度的上升和下降，回波損耗有所下降，但即使在-40+80C的范圍內(nèi)，回波損耗也在35dB以上，可以滿足一般使用要求。回波損耗隨溫度而變化的原因可能與匹配液有關(guān)。研制性能穩(wěn)定的匹配液是進(jìn)步該固定接頭指標(biāo)的重要途徑。套管式固定接頭這一類固定接頭的構(gòu)造原理與活動(dòng)連接器完全一致，主要零件也是插針和套筒。但是在材料的選擇和外形設(shè)計(jì)上與活動(dòng)連接器有很大的區(qū)別。插針和套筒可以是陶瓷、玻璃、金屬和塑料等；外形設(shè)計(jì)要更多的考慮如何將固定接頭放置在光纜接頭盒中，插針端面要現(xiàn)場粘接、研磨，端面之間要加注匹配液。套管式固定接頭這里的插針和套筒均采用工程塑料制作。插針與光纖粘接、研磨之后，將插針插入套筒之中，再將光纖、插針、套筒置于專門設(shè)計(jì)的夾具盒中。一層夾具盒放置18個(gè)接頭。夾具盒可以疊加起來放置在光纜接頭盒中，形成積木式構(gòu)造。插針和套筒均采用模壓成型技術(shù)制造，只要是模具的精度到達(dá)要求，插針與套筒的一致性是有保證的。配以必要的粘接、研磨工具，現(xiàn)場操作快捷方便。在插針端面之間充填匹配液之后，菲涅耳反射得以消除，插入損耗可以做到以下，回波損耗到達(dá)45dB以上。這種固定接頭具有一定的實(shí)用價(jià)值。今后的開展方向 光纖熔接機(jī)的開展方向已如前述，下面將重點(diǎn)表達(dá)其它幾種固定連接器的開展動(dòng)向。為了配合帶狀光纜的應(yīng)用，必須開展多芯固定接頭。利用V形槽和毛細(xì)管構(gòu)造均已做出了帶狀光纜接頭，今后的問題