光纖技術講座視頻梳理-2(光纖應用的硬體配套)

2021-02-15 光電讀書

光纖熔接技術是用熔纖機將光纖之間熔合在一起變成一個整體,形成完整的光導通道,尾纖留有一個單獨的光纖頭。光纖的熔接有若干的步驟:裸光纖的潔淨,切割刀的選型,光纖的端面製備和潔淨,熔接程序,盤纖,複測,後塗覆等等。光纖連接器和光纖之間的熔接不一樣,連接器是將光纖與光纖之間進行可拆卸(活動)連接的器件,它把光纖的兩個端面精密對接起來,以使發射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去,並使由於其介入光鏈路而對系統造成的影響減到最小,這是光纖連接器的基本要求。在一定程度上,光纖連接器影響了光傳輸系統的可靠性和各項性能。主要性能參數(典型值):插入損耗(<0.5dB)、插拔重複性及連接器間的互換性(變化量500次)等。用於大容量高速傳輸系統時,還要求反射小。光纖連接器分類:按傳輸介質可分為矽基光纖的單模和多模連接器,還有其它如以塑膠等為傳輸媒介的光纖連接器。按連接頭結構形式可分為:FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各種形式。其中,ST連接器通常用於布線設備端,如光纖配線架、光纖模塊等;而SC和MT連接器通常用於網絡設備端。按光纖端面形狀分有FC、PC(包括SPC或UPC)和APC;按光纖芯數劃分還有單芯和多芯(如MT-RJ)之分。光纖連接器應用廣泛,品種繁多。在實際應用過程中,我們一般按照光纖連接器結構的不同來加以區分。光纖衰減器是能降低光信號能量的一種光無源器件。用於對輸入光功率的衰減,避免了由於輸入的光功率過高而光接收器產生失真,在光通信系統當中,起到調試光功率性能、調試光纖儀表的定標校正的功能。衰減器就像太陽鏡,通過吸收多餘的光能量,保護眼睛免受強光刺激。光纖衰減器可以像太陽鏡一樣,通過在特定波長範圍下工作,保護光纖。衰減器一般是在光纖預製棒製備時,摻有一定的金屬離子增加光纖衰減,繼而調整光功率到所需水平。光纖衰減器的標準:通過吸收額外的光纖來代替反射光纖。因為在光纖通信中,需要在不損壞光纖衰減器的前提下,使用較低的光功率。(1)空氣隔離技術,光信號在光纖中傳輸受到全反射定律的制約,無法散射出來,保持強度的相對穩定。而一旦其脫離光纖,在光纖與光纖之間加入空氣間隔,光就會散射出去,從而引起光的衰減。由於光從普通光纖中入射到空氣中散射很強,為此要使衰減量控制一定的範圍,就要確保隔離距離及保持兩端光纖的對準。通過這個原理可以製作法蘭式固定衰減器和可調衰減器。法蘭式固定衰減器採用隔離衰減片,根據曲線圖製作一定厚度的衰減片,將衰減片植入法蘭中,就可起到固定光衰減的作用。法蘭式可調光衰減器採用機械旋轉原理,通過機械旋轉調節兩端連接器間的距離可使光衰減在0~30dB之間。(2)位移錯位技術,將2根光纖的纖芯進行微量平移錯位,從而達到功率損耗的效果。通過使用普通尾纖,用熔接機將2根尾纖的纖芯在錯位的情況下進行熔接工作,使光在傳輸過程中發生偏芯損耗,得到連接器式固定衰減器,又稱在線固定衰減器。(3)衰減光纖技術,根據金屬離子對光的吸收作用,研製出摻雜金屬離子的衰減光纖,與普通光纖每公裡有衰減係數一樣,這種衰減光纖也有固定的衰減係數,衰減較高,通常按照毫米計算。(4)吸收玻璃法,經光學拋光的中性吸收玻璃片也可被應用於光衰減器的製作。利用物質對光的吸收特性,製成片狀或條狀的暗色玻璃,至於光路中,可以將光強衰減。吸收玻璃以透過率T及以分貝數表示的衰減率區分。透過率T=透射光強/入射光強,衰減率η=1/T , 以分貝數表示的衰減率β=10 x logη=- 10 x logT,以分貝數表示的衰減率可方便估算多片組合時的衰減率,將疊加各片的衰減率分貝數相加即為組合衰減片組的衰減率,以分貝數表示。片狀被製成固定的衰減值,而條狀根據其內部連續遞增的暗色物質不同部位的衰減值也不同。單塊片狀光吸收玻璃可以製作固定衰減器,多塊片狀吸收玻璃可以通過輪盤轉換製成分檔可調試衰減器,而條狀吸收玻璃通過連續位移可以製成連續可調衰減器。(5)固態光衰減技術,空氣隔離和吸收玻璃形式的可調光衰減器都是採用機械式的方法完成衰減的可調性,也有少量的採用各種固態光衰減技術,比如可調衍射光柵技術、MEMS技術、液晶技術、磁光技術、平面光波導技術等。

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