 |
Термическое соединение оптических волокон.
|
|
|
|
Метод позволяет получать качественные соединения с низкими показателями вносимых потерь (порядка 0,1-0,15 дБ). Сваривание оптических волокон предусматривает оплавление концов волоконных световодов путем помещения их в поле мощного источника тепловой энергии, как, например, поле электрического разряда, пламя газовой горелки, зона мощного лазерного излучения.
«+» метода сварки с помощью лазера:возможность получения чистых соединений из-за отсутствия в них сторонних примесей, и, как следствие, достаточно малых вносимых потерь (0,1 дБ и менее). Как правило, в качестве источника лазерного излучения высокой мощности (до 5 Вт) используются газовые лазеры на СО2.
«+» метода сварки с помощью газовой горелки: возможность получения соединений ОВ, отличающихся высокой прочностью мест сростков. В качестве источника пламени используют смесь пропана с кислородом или соединение кислорода, хлора и водорода. Этот метод распространен по большей части для сварки многомодовых оптических волокон.
«+»Основным достоинством сварки в поле электрического разряда является быстрота и технологичность. Этот метод в настоящее время приобрел наибольшую популярность для сварки одномодовых световодов.
Аппараты для сварки оптических волокон можно классифицировать следующим образом:
по способу юстировки свариваемых концов оптических волокон (в зависимости от геометрических размеров сердцевин или от потерь мощности светового сигнала, распространяющегося через место сварки);
по способу проведения операций (ручные или автоматические);
по типу устройства контроля (микроскоп, монитор на жидких кристаллах);
по количеству оптических волокон, которые могут быть сварены одновременно (одно- и многоволоконные).
|
|
|
При сварке оптических волокон в поле электрического разряда можно выделить такие технологические этапы:
· подготовка торцевых поверхностей соединяемых оптических волокон;
· надевание защитной термоусаживаемой гильзы на одно из соединяемых волокон;
· установка подготовленных концов оптических волокон в направляющие системы сварочного аппарата;
· юстировка свариваемых оптических волокон;
· предварительное оплавление торцов оптических волокон (fire cleaning) с целью ликвидации микронеровностей, возникающих в процессе скалывания;
· непосредственное сваривание оптических волокон;
· предварительная оценка качества сварки;
· защита места сварки с помощью термоусаживаемой гильзы КДЗС;
· окончательная оценка качества сварки с помощью рефлектометра.
Сварка оптических волокон основана на их точном центрировании, после чего волокна свариваются друг с другом при помощи дугового разряда между электродами.
1)Наиболее распространенный метод автоматического центрирования основан на так называемой системе РАS, когда место сращивания волокон освещается сбоку при помощи зеркал с двух сторон. При этом на экране, находящемся на противоположной стороне от места сращивания камеры, появляется изображение, определяемое профилем преломления ОВ, по которому прибор может установить положение сердцевины волокна.
2)Более простой метод центрирования в V-образном пазу требует высокого качества геометрии волокна для обеспечения приемлемых характеристик сварного соединения.
3)LID (Local Injection and Detection) - процедуру юстировки, ограниченную исключительно местом соединения. В основу этого метода положено введение тестового оптического сигнала в сердцевину одного из соединяемых оптических волокон и поиск его в сердцевине второго соединяемого волокна путем изгиба. Метод LID является наиболее эффективным, поскольку, в отличие от метода PAS, качество сварного соединения в большей мере зависит от сварочного аппарата, а не от индивидуального мастерства персонала. В современных сварочных аппаратах для управления процессами юстировки и сварки используются микропроцессоры, с помощью которых возможна оптимизация процесса сварки для получения минимальных (менее 0,1 дБ) потерь в местах соединений оптических волокон.
|
|
|
После сварки оголенное волокно должно быть механически защищено, для чего чаще всего используют комплект для защиты стыка. Их термоусадка происходит в предназначенной для этой цели специальной печи.
Сварка создает неразрывное соединение и поэтому обеспечивает наилучшие характеристики по вносимым и обратным потерям. При наружном соединении места сварки защищаются герметичными муфтами.
Количественные оценки качества сварки:
Вносимые потери:
Обратные потери пренебрежимо малы (<-70дБ), так как воздушный зазор (главный фактор обратных потерь) отсутствует. Вклад в обратные потери дает френелевское рассеяние, связанное с разницей в показателях преломления волокон. Однако поставляемое ОВ имеет очень высокую стабильность n: дельта n/n<0,001. Кроме этого, скачок в показателях преломления сглаживается благодаря диффузии, протекающей во время сварки.
Внутренние:
Для SFstep доминирующим фактором является различие в диаметрах модовых полей. (наихудший случай 0,04 дБ).
Внешние:
Из-за несовершенства самого процесса сварки. Это осевое, угловое отклонение, загрязнение и деформация волокон. (специалист, автоматическое сближение и выравнивание волокон и циклам дуговой сварки при use современных СА.)
Натяжное усилие: чем выше значение усилия, тем выше качество сварки. Проводятся контрольные измерения после сварки. Причиной же разрыва являются: повышенная концентрация и большие размеры микротрещин на поверхности в окрестности места сварки.
|
|
|
