光纤熔接

这一篇笔记主要介绍下光纤熔接。

在实际工程应用中,常常需要将两根光纤连接到一起,从而使得光可以以较低的损耗经过。常用的光纤连接方法有两种,一种方法为机械连接 (mechanical splice),另一种方法是熔接连接 (fusion splice)。

所谓机械连接,就是将两根光纤通过机械的连接器(connector)连接到一起。比较好理解,两根处理好的光纤,都放置在同一个机械结构中,通过调整位置,使得光的传输损耗较低即可。其典型的结构示意图如下,

(图片来自https://www.cablinginstall.com/articles/print/volume-19/issue-7/features/mechanical-fiber-splicing-gains-acceptance-in-asian-markets.html)

该方法中,两根光纤并没有真正意义上地连接到一起,而是借助于连接器实现精确地对准。有点像家里的水管接头,时间久了连接器可能会损坏,可能会进入杂质,进而影响性能。

(图片来自 https://zhidao.baidu.com/question/1689904359610872108.html)

熔接连接法,通过电弧放电,使得两根光纤在高温下融化,进而连接到一起。其原理示意图如下。电弧放电的时间与强度都需要精确控制。两根光纤永久地连接到一起,合二为一。通常还会在熔接位置处加上一个热塑套管,用于保护。

(图片来自http://www.howtodoit.org/ofcd/section1/s1p22.htm)

这两种连接光纤的方法,都需要预先对光纤进行处理,包括光纤的剥线、裸纤的清洁、裸纤的切割等步骤。如果对光纤的预处理不够好,也会影响后续光纤连接的性能。

对于光纤连接,希望连接后的光纤损耗较低,连接位置处机械强度较好,可靠性较高。此外,成本也是需要考虑的一个因素。这两种方法相比,机械连接的成本较低,不需要购置较贵的仪器。但是接头的损耗相对较大,在0.3dB左右。而熔接方法需要购买熔接机,其价格在3w人民币左右。但是该方法的损耗较低,在0.1dB左右,性能优于机械连接法。熔接法的使用更为广泛,而机械连接法用于一些对性能要求不高的场景。

以上是对光纤熔接的简单介绍,比较粗浅。原理比较简单,难点是实际操作。不过熔接机的发展越来越傻瓜化,这也是很多领域的一个趋势。典型的住友熔接机如下图所示,

文章中如果有任何错误和不严谨之处,还望大家不吝指出,欢迎大家留言讨论。

本文分享自微信公众号 - 光学小豆芽(photonwalker),作者:Photonwalker

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原始发表时间:2018-05-06

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