Технологический процесс оконцевания волоконно-оптических кабелей коннекторами

 

Таким образом, необходимо точно и плотно совместить оба световода. Чтобы обеспечить сохранность хрупкого волокна при многократном совмещении, их оконечные отрезки помещают в керамические, пластмассовые или стальные наконечники. Большинство наконечников имеют цилиндрическую форму с диаметром 2,5 мм. Встречаются конические конструкции, а коннекторы LC имеют наконечник диаметром 1,25 мм.

Внутри наконечников существует канал, в который вводится и фиксируется химическим или механическим способом очищенный от оболочки световод (рис. 3.13). При удалении защитного покрытия могут использоваться как специальные механические инструменты, так и химически активные растворы. Обычно при нарезании заготовок кабеля нужной длины прибавляют допуск 100 мм. Внутри наконечника световод может фиксироваться как по всей длине канала (чаще это методы на основе клея), так и в точке ввода волокна в наконечник (механические методы). Бывает, волокно ломается в коннекторе, в этом случае используют тонкую проволочку для того, чтобы прочистить отверстие. Процесс механической фиксации занимает гораздо меньше времени (до нескольких минут) и основан на "придавливании" волокна с помощью полимерных материалов. Но он является менее надежным и недолговечным. Химический способ говорит сам за себя. Чаще всего фиксирующим составом в данной технологии выступают эпоксидные растворы, как наиболее надежные. Однако период полного загустевания такого состава весьма продолжителен - до суток. Поэтому при необходимости более быстрого монтажа коннекторов могут применяться другие компоненты или специальные печи для сушки.

 

 

Рис. 3.13 Способы крепления световода в наконечнике коннектора: химический и механический

 

После установки световода в коннектор необходимо отшлифовать торец наконечника. Выступающий излишек волокна удаляется специальными инструментами. Основной принцип заключается в нанесении насечки ручкой-скалывателем и обламывании световода, после чего можно приступать к непосредственной полировке поверхности.

Коннекторы (6-18 штук) закрепляются в специальной оправке. На первом этапе полировки вручную удаляются излишки волокна и клея с помощью 30 микронной полировальной плёнки. Подложка с плёнкой должна описывать восьмёрку. В дальнейшем шлифование и полирование осуществляется на полировальной машине. На каждой операции своя полировальная плёнка. Грубая шлифовка – 6 мкм. Грубая полировка – 3 мкм. Тонкая полировка – 1 мкм. Окончательная полировка – 0,5 мкм. Доводка сферы – 0,02 мкм. Плёнка должна быть смочена дистиллированной водой. После каждой операции оправку с коннекторами тщательно промывают и продувают сжатым воздухом.
Особый интерес вызывает форма торцов наконечников (рис. 3.14). Их обработка представляет собой целое искусство. Простейший вариант торца - плоская форма. Ей присущи большие возвратные потери, поскольку вероятность возникновения воздушного зазора в окрестности световодов велика. Достаточно неровностей даже в нерабочей части поверхности торца. Поэтому чаще применяются выпуклые торцы (радиус скругления составляет порядка 10-15 мм). При хорошем центрировании плотное соприкосновение световодов гарантируется, а значит более вероятно отсутствие воздушного зазора. Коннекторы с выпуклыми торцами подразделяются на три вида, в зависимости от качества полировки и обратных потерь: PC – phisical contact (физический контакт), SPC – super phisical contact, и UPC – ultra phisical contact. Еще более перспективным решением является применение скругления торца под углом в несколько градусов (8°, очень редко 9°) APC – angle phisical contact. В этом случае достигают минимальных обратных потерь (обратное отражение). Скругленные торцы меньше зависят от деформаций, образуемых при соединении коннекторов, поэтому подобные наконечники выдерживают большее количество подключений (от 100 до 1000).

Также важен материал наконечника. Подавляющее число коннекторов строятся на основе керамических наконечников, как более стойких.

 

Рис. 3.14 Формы торцевой поверхности наконечников оптических разъемов: плоская, выпуклая и скошенная

 

После оконцовки световодов коннекторами необходимо произвести анализ качества поверхности наконечника. Чаще всего для этого применяются микроскопы (рис. 3.15). Професcиональные приборы обладают кратностью увеличения в сотни раз и снабжены специальной подсветкой с различных ракурсов. Они могут также иметь интерфейс подключения к дополнительному измерительному оборудованию.

 

 

Рис. 3.15 Микроскопы для анализа качества поверхности наконечника

 

Согласно стандарту TIA/EIA 568A величина возвратных потерь для многомодового волокна в оптических коннекторах не должна превышать -20 дБ, а для одномодового -26 дБ. По величине возвратных потерь коннекторы делятся на классы (таблица 1.1).

Потери оптических коннекторов Таблица 3.1

Тип	Потери	Тип	Потери
PC	менее 30 дБ	Ultra PC	менее 50 дБ
Super PC	менее 40 дБ	Angled PC	менее 70 дБ

 

PC представляет собой абривиатуру от англйского Phisical Contact (физический контакт).

Далее приведён маршрут технологического процесса оконцевания:

 

010 входной контроль

020 комплектация

030 сборка коннектора

040 подготовка кабеля

050 подготовка эпоксидной смолы

060 протаскивание волокна

070 кримпирование коннектора (обжим)

080 вклейка хвостовика

090 нагрев в печи

100 скол волокна

110 окончательная сборка коннектора

120 шлифовка (30 мкм)

130 грубая шлифовка (формирование сферы 6 мкм)

140 грубая полировка (3 мкм)

150 тонкая полировка (1 мкм)

160 окончательная полировка (0,5 мкм)

170 доводка сферы (0,02 мкм)

180 контрольная

190 измерение вносимого затухания и обратного отражения

200 выходной контроль

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ