1、固定連接器概要根本原理和構(gòu)造固定接頭不一定要求拆卸或重復(fù)使用，但要求損耗低，后向反射光小，操作簡便、性能穩(wěn)定。制作固定接頭的方法有熔接法、V形槽法、毛細管法、套管法等等。這些方法各有優(yōu)缺點，都能制作出滿足工程需要的固定接頭。熔接法制作固定接頭，在實際中應(yīng)用得最為普遍，是光通信干線中光纖固定連接的主要方法。根本原理和構(gòu)造加熱和熔化的方法有三種，如以下圖。第一種是電弧熔接。它用電極高壓放電的方法加熱光纖，使之熔融連接。根本原理和構(gòu)造第二種是氫焰熔接。用于一些特殊的場合，如海底光纜的光纖熔接。其特點是接頭強度高，但火焰的控制較為困難。第三種是激光熔接。其特點是加熱環(huán)境非常干凈，接頭強度高，但設(shè)備昂貴

2、。單芯V形槽多芯V形槽三棒形成棒料形成除熔接法之外，還有V形槽法、毛細管法和套管法用這些方法制作的固定接頭插入損耗很小，有一定的后向反射光。其指標雖略低于熔接法，但是有小巧靈敏、操作簡便，適宜野外作業(yè)的優(yōu)點。根本原理和構(gòu)造玻璃毛細管制作的固定接頭套管制作的固定接頭光纖熔接機的構(gòu)造實現(xiàn)光纖熔接的設(shè)備是光纖熔接機，光纖熔接機由下述4局部組成:1光纖的準直與夾緊機構(gòu)；2光纖的對準機構(gòu)；3電弧放電機構(gòu)；4電弧放電和電機驅(qū)動的控制機構(gòu)。光纖準直與夾緊機構(gòu)光纖的準直與夾緊機構(gòu)由精細V形槽和壓板構(gòu)成。精細V形槽的作用是使一對或幾對光纖不產(chǎn)生軸偏移；壓板使光纖固定在V形槽內(nèi)。然而，即使如此，置于V形槽內(nèi)的光纖

3、，還存在著微小的軸偏移。消除這種軸偏移的一個方法就是所謂的自調(diào)芯作用。它是指：在放電加熱時，光纖外表將產(chǎn)生張力。這種外表張力將使微小的軸偏移得到糾正。準直機構(gòu)的準直原理光纖對準機構(gòu)在熔接光纖之前，一般要通過手動或自動裝置使纖芯完全對準。為了完成這一過程，兩個V形槽的基座均固定在三維驅(qū)動機構(gòu)上，使V形槽可以在X、Y、Z三個方向上挪動。驅(qū)動機構(gòu)由絲桿和步進電機或手柄構(gòu)成，精度很高。通過三個驅(qū)動機構(gòu)的調(diào)整，使光纖纖芯的橫向錯位、角度偏向得以消除。光纖的對準有下述三種方法。光纖對準機構(gòu)功率監(jiān)測法是從一根光纖注入光信號，通過另一根光纖檢測光信號，調(diào)節(jié)三維驅(qū)動機構(gòu)使輸出光信號到達最大值。這種方法最直觀，為

4、許多熔接機消費廠家所采用。光纖對準機構(gòu)對中原理：在連接點附近彎曲光纖，通過光耦合器注光，在另一側(cè)通過光檢測器檢測出來的光功率，通過三維機構(gòu)在X、Y、Z三個方向挪動光纖，那么光功率的顯示值隨之變化。當Z方向調(diào)到預(yù)定值，再同時調(diào)節(jié)X、Y方向，使光功率到達最大，表示纖芯已經(jīng)對準。LIDS原理光纖對準機構(gòu)2.纖芯直視對光纖而言，空氣和包層的折射率差為40%，包層和纖芯之間的折射率差為0.3%。當一束平行光照射到光纖上時，由于光纖本身的透鏡效果，使光通過光纖斷面時往中心折射，在焦平面上產(chǎn)生明暗的圖像。在高倍顯微鏡或是電視屏幕上，可以看到光纖的纖芯與包層的界面，分別以高輝度的兩條帶狀的細黑線顯現(xiàn)出來，夾在

5、兩條細黑線之間的局部即為纖芯。纖芯直視原理光纖對準機構(gòu)3.包層對準包層對準原理很簡單，就是利用光學(xué)的方法顯示包層外徑的對準程度，然后通過手動或自動控制系統(tǒng)，使兩根光纖包層外徑對準，以到達纖芯對準的目的。這種使纖芯對準的方法是間接的。在光纖纖芯對包層外徑的偏心量小于微米的情況下比較適用。偏心量過大，將產(chǎn)生較大的連接損耗。3.1.2 光纖固定連接器(3) 電弧放電機構(gòu)熔接機的電弧放電由兩根電極完成，電極由鉬絲制成。(4) 電弧放電和電機驅(qū)動的控制機構(gòu)在電極放電過程中，電機的驅(qū)動都由微處理機控制，按預(yù)定程序工作。光纖固定連接器由芯件和壓蓋兩個元件構(gòu)成。由合金鋁片制作而成。芯件的制作過程：先在鋁片上加

6、工出對準槽V形槽和導(dǎo)引槽即稍大的V形槽，然后將鋁片對折疊組成芯件。壓蓋是U字形，用于夾緊芯件，固定光纖。固定接頭構(gòu)造其他固定連接方式V形槽固定接頭接續(xù)原理芯件的雙片之間有一微小間隙，便于光纖插入。光纖通過導(dǎo)引槽進入到對準槽中。當兩根光纖的端面接觸后，壓下壓蓋，芯件合攏，產(chǎn)生對光纖的徑向壓力，使其在對準槽中準確定位和對準，形成固定接頭。這種接頭具有如下特點：1當光纖外徑有差異時，在外力作用下，V形槽將發(fā)生微量形變，可以補償由于光纖外徑存在差異而產(chǎn)生的對準誤差。2由于在同一條V形槽中定位，兩根光纖的軸向精度得以充分保證，沒有軸向誤差。3采用截斷法能獲得高質(zhì)量的端面，使光纖實現(xiàn)良好接觸，根本上消除光

7、的散射。4芯件的V形槽中放有匹配液，用來消除光纖連接時的菲涅耳反射損耗，減少光的后向反射。2.4 毛細管固定接頭毛細管固定接頭一般采用玻璃材料制作。它的接續(xù)原理是：將兩根處理好的光纖，從兩頭穿入毛細管內(nèi)，利用其精細的內(nèi)孔使兩根光纖纖芯對準；在兩光纖端面之間參加匹配液，消除菲涅耳反射，降低插入損耗，減小后向反射；用機械方法使光纖緊固。光纖包層外徑和毛細管內(nèi)徑之差控制在1微米以內(nèi)。這種固定接頭操作簡便，體積很小，外徑為，長度為40mm。其主要指標比較理想：平均插入損耗：，回波損耗：45dB10-55度，抗拉強度：5kg2.4 毛細管固定接頭回波損耗這種固定接頭的回波損耗在常溫下1055C為45dB

8、以上，隨著溫度的上升和下降，回波損耗有所下降，但即使在-40+80C的范圍內(nèi)，回波損耗也在35dB以上，可以滿足一般使用要求?；夭〒p耗隨溫度而變化的原因可能與匹配液有關(guān)。研制性能穩(wěn)定的匹配液是進步該固定接頭指標的重要途徑。套管式固定接頭這一類固定接頭的構(gòu)造原理與活動連接器完全一致，主要零件也是插針和套筒。但是在材料的選擇和外形設(shè)計上與活動連接器有很大的區(qū)別。插針和套筒可以是陶瓷、玻璃、金屬和塑料等；外形設(shè)計要更多的考慮如何將固定接頭放置在光纜接頭盒中，插針端面要現(xiàn)場粘接、研磨，端面之間要加注匹配液。套管式固定接頭這里的插針和套筒均采用工程塑料制作。插針與光纖粘接、研磨之后，將插針插入套筒之中，再將光纖、插針、套筒置于專門設(shè)計的夾具盒中。一層夾具盒放置18個接頭。夾具盒可以疊加起來放置在光纜接頭盒中，形成積木式構(gòu)造。插針和套筒均采用模壓成型技術(shù)制造，只要是模具的精度到達要求，插針與套筒的一致性是有保證的。配以必要的粘接、研磨工具，現(xiàn)場操作快捷方便。在插針端面之間充填匹配液之后，菲涅耳反射得以消除，插入損耗可以做到以下，回波損耗到達45dB以上。這種固定接頭具有一定的實用價值。今后的開展方向 光纖熔接機的開展方向已如前述，下面將重點表達其它幾種固定連接器的開展動向。為了配合帶狀光纜的應(yīng)用，必須開展多芯固定接頭。利用V形槽和毛細管構(gòu)造均已做出了帶狀光纜接頭，今后的問題