光纤和光纤研磨师岩峰.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,P,1,光纤基本知识,1.光纤通信简介,定义：,光纤通信是指利用,激光,作为信息的载波信号并通过,光导纤维,来传递信息的通信系统。,P,2,光纤基本知识,2.光纤通信原理,光的反射与折射,1,2,3,3,1,2,图,1,图,2,3,1,=,2,空气,水,P,3,光纤基本知识,3.光纤结构及光传输原理,空气,(折射率n1),折射率：,n1n2,水,(折射率n2),包层（,n1）,纤芯（,n2）,被称作临介角,n1n2,P4,光纤基本知识,光纤(optic fiber)是由中心的纤芯和外围的包层及涂敷层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，涂敷层起一定的机械保护作用。,P,5,光纤基本知识,光纤的结构,光纤通常被制造为三层：,纤芯（单模,8-10um）（多模50um，62.5um）,：通光,包层（,125um0.5um）：反射,涂敷层（250um）：保护,P,6,光纤基本知识,光纤的数值孔径,-NA,在光纤的参数中，通常不会标示出临界传播角或全反射角，而是标出数值孔径NA，它反映了光纤接收光的能力。,NA=sin,=,（,n1为纤芯折射率，n2为包层折射率）,为什么,APC连接器要抛磨成球面斜8度角？,标准单模光纤的数值孔径通常是0.13，,arcsin0.13=7.5度.,P,7,光纤基本知识,光纤的全反射角和临介传播角,为了使光保持在光纤中，需要使光以,大于或等于,临界入射角,的角度入射到纤芯和包层的界面上，实现光的全反射。为了实现全反射，必须让光以,等于或小于,临界传播角,来传播（入射到光纤纤芯）。,为临界全反射角,为临界传播角,n,1,n,2,P,8,光纤基本知识,光纤的种类,按材料分：石英光纤、塑料光纤等,按模式分：单模光纤,SMF（single mode fiber），多模光纤MMF（Multi-mode fiber），数据光纤DMF（Digital mode fiber）.,按规格分：G651，G652（常用），G653，G654，G655.,P,9,光纤基本知识,光的模式可以简单的理解为光束。,单模光纤只能传输一束光，多模光纤可以传输多束光。,光源也分为单模光源和多模光源，分别对应单模光纤和多模光纤。,一般单模用于长距离传输，多模用于短距离传输。,光的模式,P,10,光纤基本知识,光纤的损耗,600,1000,1200,1400,1600,1800,800,0.1,10,5.0,2.0,1.0,0.5,0.2,50,20,第一窗口,第二窗口,第三窗口,三个工作窗口,850nm,1310nm1550nm,1385nm,P,11,光纤基本知识,光纤损耗的计算,每公里的损耗值：,dB/km,A（dB/km）=(-10lgP2/P1)L,光纤的规格书中都会给出相对于相应波长的损耗值，一般为0.2dB。相当于传输一公里后输出的光功率为初始光功率的95.5%。,所以说光纤通信的一个优点就是损耗小。一般传输一百二十公里才需要中继站。,P,12,光纤基本知识,光功率的单位,常用单位：,W（瓦）=10,3,mW（毫瓦）=10,6,uW（微瓦）,对数单位：dBm dBm=10lgP(mw）,常用功率值与dB值关系：1mW=0dBm,0.5mW=-3dBm,0.1mW=-10dBm,0.01mW=20dBm,dB:相对值，表示两个功率值的对比。,dB=10lgP1/P2(mw）=10lgP1-10lgP2,=p1(dBm)-p2(dBm),例：3,dBm,-1,dBm,=2,dB,P,13,光纤基本知识,光缆,在光纤外加上尼龙和塑胶层，保护光纤的机械强度和传输特性，防止施工过程和使用期间光纤断裂，保持传输特性稳定。,光缆一般由缆芯和护套组成。,一般光缆有室内光缆、架空光缆、埋地光缆和管道光缆等。,特种光缆有水底光缆、阻燃光缆等。,P,14,光纤基本知识,光缆的分类,按内部光纤芯数分：单芯和多芯。,按光缆外径分：,0.9mm，2mm、3mm、其它.,按颜色分：白色、黄色、蓝色等。其中多模光纤用桔红色表示。,按外部保护层分：V-PVC聚氯乙烯；Z-LSZH低烟无卤；P-PE聚乙烯,P,15,光纤基本知识,P,16,光纤活动连接器（跳线）,光纤活动连接器,在光纤通信系统中，为了实现不同模块、设备和系统之间灵活连接的需要，必须有一种能在光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，使光路能按所需的通道进行传输，以实现和完成预定或期望的目的和要求，能实现这种功能的器件就叫光纤活动连接器。,P,17,光纤活动连接器（跳线）,光纤的连接,固定连接,:熔接、机械拼接（V型槽连接等）,活动连接：光纤活动连接器。,光纤活动连接器结构：插芯体、尾座、散件（闭锁装置、弹簧、外壳）、保护套。,P,18,光纤活动连接器（跳线）,光纤连接器简图,P,19,光纤活动连接器（跳线）,光纤活动连接器的分类,按紧固方式分：,FC（螺纹）、SC（插拔）、ST（卡口）、LC（小型化）、MT（双芯）,按光纤端面分：FC（,F,lat,c,ontact）、PC(,p,hysical,c,ontact)、UPC(,U,ltra PC)、APC(,A,ngle PC)。,一般的说法先说紧固方式，再说光纤端面，中间用斜杠表示。如：FC/PC、SC/PC、SC/APC、LC/PC,P,20,光纤活动连接器（跳线）,产品图片,P,21,光纤活动连接器（跳线）,光纤光缆活动连接器规格书,介绍,光纤光缆活动连接器是最基本的光无源器，主要实现光路的跳接式连接。光纤光缆活动连接器按光纤光缆的模式类型可分为：单模、多模和数据连接器。按连接头类型可分为：FC（螺纹式）、SC（插拔式）、ST（螺旋锁卡销式）、LC（小型化）、MU（SC的小型化结构）、MT-RJ（双芯）等。,应用,干线网、城域网,有线电视网、光纤数据网,光模块、光收发器连连接与测试,性能,插入损耗、回波损耗指标优,插拔重复性好，互换性好,P,22,光纤活动连接器（跳线）,参数,最小值,典型值,最大值,单位,备注,插入损耗,0.1,0.2,dB,PC型,0.15,0.3,dB,APC型,回波损耗,50,55,dB,PC型,58,65,dB,APC型,重复性0.2,dB,插拔次数,0.2,dB,1000次,工作温度,-20,65,C,普通光缆,-40,85,C,耐高温光缆,P,23,光纤活动连接器（跳线）,P,24,光纤活动连接器（跳线）,插入损耗：在光纤通信系统中加入某个元件后引起的损耗。,定义：,IL（Insertion loss）=-10lgP,out,/P,in,插入损耗为,0.2时，输出光功率约为输入光功率的95.5%。,P,25,光纤活动连接器（跳线）,回波损耗：光在传播过程中遇到不同折射率的介质会引起反射。,反射光与入射光的比值即为回波损耗，也称为反射率。,可通过减小光纤端面之间的缝隙来提高回波损耗的指标。采用物理接触（,P,hysical,C,ontact,）或斜面接触,(APC)的方法。,P,26,光纤活动连接器（跳线）,计算：,RL=-10lgP,反,/P,入,50dB的回波损耗相当于反射光功率只有入射光功率的0.00001。,可以通过将光纤端面抛磨成一定角度，使反射光的角度大于光纤的接收角，进一步提高回波损耗。使用APC插芯，达到角度物理接触。回损值可达60dB以上。,P,27,光纤活动连接器（跳线）,重复性：多次不同的插入，损耗的变化量。,插拔次数：相当于使用寿命。经过多少次插拔后，插损值的变化量。,工作温度：与光缆的工作温度密切相关。普通光缆工作温度为,-20-+65度，耐高温光缆工作温度为-40-+85度P,28,光纤活动连接器（跳线）,光纤的对接损耗,任何形式的接合都会产生损耗。,引起损耗的根本原因是：两根光纤之间不匹配和不同轴性。,内部损耗：光纤直径、数值孔径或模式不匹配引起的损耗不能够从连接方面消除。（由光纤引起）,外部损耗：不同轴性引起的损耗可以降低。（由插芯或光纤引起）,P,29,光纤活动连接器（跳线）,外部损耗的种类,横向不同轴,角度不同轴,两端分离,这些损耗可能由插芯引起，也可能由光纤本身引起,P,30,光纤活动连接器（跳线）,因插芯原因造成光纤横向不同轴的情况,内孔、外径不同轴,内孔椭圆,光纤与内孔不匹配,P,31,光纤活动连接器（跳线）,跳线指标的保证,3D,曲率半径：,SC（10-25mm），LC（7-25mm）,顶点偏移：PC（小于50um），APC（小于100um）,光纤凹凸量：-50-+50nm,曲率半径,陶瓷插芯的被研磨的一端,为球面，曲率半径指这个,球面的半径。,通常,SC/PC指标为10-25mm，,LC/PC指标为7-25mm.,顶点偏移,球面端的圆心理论上在插芯的,轴线上是最好的，但是在工艺,上很难保证，这样就造成球面,的顶点不在插芯轴线上，而是,偏移到了一边。,顶点偏移对插入损耗的影响有时,是坏的，有时也会是好的，它是,随机的，所以也是必须要控制的。,行业标准要求，,PC面的顶点偏移,小于50微米，APC面的顶点偏移,小于100微米。,光纤凹凸量,光纤,插芯,光纤凹凸量的指标要求为,+/-50nm,正值为伸出插芯端面，负值为陷入,插芯端面。,负值过小，光纤之间对接缝隙过大，,会造成光在缝隙之间反射，从而造成,损耗。,正值过大，则会对光纤造成伤害。,P,32,3D测试表,Sample ID:,3,PASS,Measurement Time&Date:,9:58:09 AM,01-13-06,ZX-1 Zoom Interferometer,Measurement,Pass/Fail Limits,Measured,Passed,Parameter,Minimum,Maximum,Value,or Failed,Radius of Curvature,10.00,25.00,17.69,mm,Pass,Fiber Height(Spherical Fit),-50.0,50.0,-34.5,nm,Pass,Apex Offset,0.00,50.00,41.38,m,m,Pass,Fiber Roughness(Ra),0,50,2,nm,Ferrule Roughness(Ra),0,50,5,nm,Insertion Loss,1310 nm,0.03,1550 nm,Backreflection,1310 nm,40,1550 nm,PASS,P,33,光纤活动连接器（跳线）,常用跳线的规格型号,-SC,方形，推拉式闭锁装置，防拉设计。,使用,2.5mm插芯体。可抛磨成PC面或APC面。,SC/PC为多蓝色，SC/APC为绿色,P,34,光纤活动连接器（跳线）,常用跳线的规格型号,-FC,具有方向键的圆柱形金属螺母。,使用,2.5mm插芯体。可抛磨成PC面或APC面。,FC/PC多为黑色尾套，FC/APC为绿色尾套。,P,35,常用跳线的规格型号,-ST,螺旋锁卡销式连接装置,使用,2.5mm插芯体。只,有PC面。,光纤活动连接器（跳线）,P,36,光纤活动连接器（跳线）,常用跳线的规格型号,-LC,体积只有,SC的一半，节省空间。,采用1.25mm插芯体。只有PC型。,P,37,光纤活动连接器（跳线）跳线生产常用光缆种类,单芯,（,0.9mm,）,单芯,（,2mm或3mm,）,双芯,（,2mm或3mm,）,双排（8字形）,（,2mm或3mm,）,P,38,光纤活动连接器（跳线）,光纤活动连接器的制作过程,1.装散件,2.吸胶-穿纤-固化,3.研磨：去胶-装夹-研磨-抛光（关键工序）,4.检测光纤端面,5.测试插损和回损,6.包装,P,39,光纤活动连接器（跳线）,光纤活动连接器可靠性：,GR-326-CORE,环境测试：高温存储、高低温循环、高湿。,机械测试:弯曲测试、扭曲测试、冲击测试、振动测试、耐力测试、光缆保持测试等。,可靠性测试：环氧树脂的保存温度和工作寿命。,曝露测试：灰尘、盐雾、空气污染、地下水 浸入、腐蚀,P,40,光纤活动连接器（跳线）,光纤连接器使用中的注意事项,不要使光纤折断,不要弯曲光纤超出范围（直径30mm）,不要划伤及弄脏光纤连接器端面,通光时不要用眼观看端面,P,41,光纤活动连接器（跳线）,光纤精准对接的保证,-适配器,为了使光从一条跳线传入另一条跳线或从设备中传输出去，必须使用适配器保证光纤精准对接。,适配器也叫法兰（盘）。,适配器也分为,FC、SC、ST、LC等。,有些设备或有源器件会用到半个适配器，一端直接连接设备或器件，另一端接跳线。,保证不同的跳线接头进行对接的叫做转换器。,P,42,光纤活动连接器（跳线）,适配器的结构,标准开口陶瓷套筒,外壳,固定螺纹,P,43,光纤活动连接器（跳线）,产品图片,P,44,光纤活动连接器（跳线）,产品图片,转换器,转换器,P,45,光纤活动连接器（跳线）,跳线与适配器的使用,跳线,跳线,跳线,跳线,跳线,跳线,适配器,有些叫法把两个跳线连接头和一个适配器一起叫做光纤活动连接器。,P,46,光纤活动连接器（跳线）,P,47,带纤插芯,带纤短插芯,-异形光纤活动连接器,带纤短插芯也是一种光纤活动连接器，主要与光有源器件直接固定。,分为插拔型和尾纤型。,插拔型短插芯是将陶瓷插芯、开口陶瓷套筒和适配器外壳组合在一起使用。,尾纤式短插芯是一端与普通光纤活动连接器相同，另一端为一个异形陶瓷插芯,P,48,带纤插芯,插拔型带纤插芯,-单体,P,49,带纤插芯,插拔型带纤插芯,带尾座,P,50,带纤插芯,插拔型带纤插芯,组合件,P,51,带纤插芯,Bi-Direction用插芯,P,52,带纤插芯,LD-TO（发光）,LD管座（固定LD）,光纤插芯,（固定光纤）,开口套筒（精确对准）,适配器,（保护内部部件）,管脚（与电路版焊接）,插拔型,TOSA内部结构,P,53,带纤插芯,1.4mm短插芯,插芯尾座,光缆,接光连接器,光缆主要有,0.9，2，3,尾纤型带纤插芯,P,54,带纤插芯,57,尾纤插芯,插芯尾座,光纤（光缆）,不用套筒,插芯尾座与适配器直接焊接,尾纤式,TOSA内部结构,P,55带纤插芯,实物图片,P,56,带纤插芯,跳线的清洁,单模光纤的芯径为,9微米,多模光纤的线径为50或62.5微米灰尘和其它颗粒的尺寸可达到几十到几百微米光纤中心的出光面有可能被遮住降低光传输的效率从而降低系统的性能,光纤中心的光能量可能会将灰尘烧结在出光表面引起额外的伤害。,P,57,带纤插芯,清洁工具,防尘帽,在不使用的时候,仪器的光输出端口跳线的光纤头等都应当用防尘帽盖好这样有防尘和保护端面的作用,要注意不要用防尘帽的顶端挤压插芯端面否则会造成表面划伤。,P,58,带纤插芯,清洁工具,无尘纸,推荐使用多层纤维纸，要求纸质柔韧,吸水多次使用不会损坏光纤端面,清洁时不必用太大压力太大压力会造成表面划伤或器件位移，只要轻轻在光学表面摩擦一周即可,使用时纸的一个位置只能使用一次否则会划伤光学端面,P,59,带纤插芯,清洁工具,压缩空气,要求使用干燥,清洁的空气无油污、无水，无灰尘。,要求气流强度可调,因为气泵的活塞要使用大量润滑油所以产生的压缩空气不能保证清洁,推荐高压氧气瓶氮气瓶或其它吹气装置,P,65,谢谢大家！,生产颂,工厂就像生活的运转,忙碌又多挑战,市场本是困难,生产又见忧患,团队努力满足订单,盈利却像股票开盘,齐心冲刺难关,跨出获利门坎!,