[工学]2-3光纤连接与耦合.ppt

§2.4 光纤的连接 光纤连接 光纤的连接与通常的电线连接有重要区别。 主要内容 一、光纤固定连接的方法 二、光纤活动连接的方法 三、连接损耗产生的原因 光纤连接的类型 固定接续是永久性连接，一般用于光纤传输线路的两段光纤的连接。 活动连接是可拆卸连接，通常用活动连接器在光纤与设备或仪表的尾纤之间连接。 活动连接器 插入损耗目前水平?0.2dB 减低反射技术：APC(Angled Physical Contact) 常见类型：FC、 SC、 ST 光纤固定连接的方法 熔接法 粘接法 光纤的熔接法 光纤熔接的基本原理是使被接光纤的轴心对准以后，用加热的方式将光纤端面熔化而使其熔为一体。最常用的方法是电弧熔接法，它是利用两个电极之间的高压电弧产生高温使被接光纤的端面熔接的方法。 电弧熔接法操作步骤 ①光纤端面的制备 ②光纤的电弧熔接 ③接头的保护 光纤端面的制备 先将任意一段待接光纤套上一根热可缩保护套管，以备接续后保护接头。 用专用光纤剥线钳剥出约40 mm的裸光纤，并用干净的软纸或无水酒精棉球讲其擦干净。 用专用光纤切割器切割出平整无倾斜的光纤端面。 光纤端面的制作结果示意图 光纤的电弧熔接 将制备好的两段光纤放入光纤熔接机调整架的V型槽中固定，并将两光纤的端面置于熔接的电极之间，相距适当距离。 调节调整架，使光纤轴心对准。 预放电对光纤端面进行加热整形，使光纤端面无毛刺、清洁、平整。 将光纤沿轴向稍加推进，使两端面直接接触并有一定相互挤压时停止移动。 继续放电直至光纤端面充分熔融连为一体。 接头的保护 将预先套好的热可缩管轻轻移到接头处。 把套有热可缩管的光纤放入加热器中，加热至热可缩管熔化成可塑状，紧贴光纤对接头部位进行保护。 粘接法 粘接法是将轴心对准的光纤用折射率与纤芯接近的粘接剂粘接固定的方法。一般分为槽接法和套管法。 槽接法是把两根光纤放入精密的V型槽中并加以调整，然后该上盖板对光纤加压是光纤轴心对准后再用粘接剂固定。 套管法是从玻璃套管的两端分别插入待接的光纤，通过套管内径使轴心对准后，从套管中部的横向孔注入粘接剂将光纤粘接固定。 连接损耗产生的主要原因 光纤的轴心错位 光纤端面间间隙过大 光纤端面有倾斜形成折角 光纤端面不完整 菲涅尔反射损耗 不同种类光纤进行连接 ? 连接损耗产生的主要原因 连接损耗产生的主要原因 两根相同光纤连接时的损耗 所产生的连接损耗有对准损耗和反射损耗。图示两根光纤的失准状态，有端面分离、轴错位和轴角倾斜。 图示数值孔径NA=0.2的两根相同的阶跃型光纤连接时，因横向错位，端面分离和轴角倾斜引起损耗的计算曲线。 光 缆 光缆的目的是把许多光纤组合在一起，加上机械保护和使之强度加大。在某些情况，里面包含铜线，用以给中继器设备供电。在光缆设计中一个重要考虑是确保光纤损耗不随外壁对它的压力增加有显著变化。外壁压力可能导致光纤有小的变形，这个变型叫微弯，它会引起一些损耗。 光缆的连接： 方法主要有永久性连接、应急连接、活动连接。 1. 永久性光纤连接(又叫热熔)： 这种连接是用放电的方法将光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.01~0.03dB/点。但连接时，需要专用设备(熔接机)和专业人员进行操作，而且 连接点也需要专用容器保护起来。  2. 应急连接(冷熔) 应急连接主要是用机械和化学的方法,将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速可靠,连接典型衰减为0.1~0.3dB/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。  3. 活 动 连 接 活动连接是利用各种光纤连接器件(插头和插座)，将站点与站点或站点与光缆连接 起来的一种方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在建筑物内的计算机网络布线中。其典型衰减为1dB/接头。 光缆接头的防护装置 常用的防护装置一般是机械结构件为腔体结构，内部有剩余光纤的空间和固定光缆端头和光纤的结构。光缆的出入口要采用一定的密封技术，腔体的结合处也要采用密封装置。 耦合器的制备方法: 熔锥法 熔融拉锥法是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定方式靠拢，在高温下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，实现传输光功率耦合的一种方法。 熔融拉锥系统示意图 (2) 附加