光電信息科學(xué)與工程專業(yè)

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1、光電信息科學(xué)與工程專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：劉鑫航學(xué)號(hào)：3150102133班級(jí)：光電1501專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程專業(yè)時(shí)間：2016年7月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解單模單芯光纜和常用光纖連接器的基本結(jié)構(gòu)；2.熟悉光纖跳線的制作流程并手工制作一條FC-PC型單模單芯跳線；3.熟悉FC-PC型光纖連接器的端面質(zhì)量檢查方法；4.掌握用于測(cè)試光纖跳線是否制作成功的可見光注入法；5.掌握光纖的端面切割、清潔、V型槽連接及熔接技術(shù)；6.熟練運(yùn)用筆式可視故障探測(cè)儀檢驗(yàn)光纖的連接性能。二、實(shí)驗(yàn)原理1．單模單芯光纜的基本結(jié)構(gòu)單模單芯室內(nèi)軟光纜（圖3.1）的黃色護(hù)套材料為聚低煙

2、無鹵材料，護(hù)套內(nèi)的加強(qiáng)構(gòu)件由芳香尼龍（紡綸）組成，用以增強(qiáng)光纜的拉伸性能。900um的緊套被覆層（阻燃外護(hù)套）涂覆層緊套被覆層芳香尼龍（紡綸）護(hù)套對(duì)涂覆的光纖起機(jī)械緩沖保護(hù)作用。9um的纖芯為二氧化硅材料制成，很脆，易折斷。圖1單模單芯光纜的基本結(jié)構(gòu)示意圖2．光纖連接器的基本構(gòu)造光纖連接器是實(shí)現(xiàn)光纖與有源/無源器件、光纖與儀表及系統(tǒng)之間非永久性固定連接的主要無源光器件。它便于光纖系統(tǒng)的測(cè)試與維護(hù)，使光纖系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接調(diào)度更加靈活。光纖連接器從結(jié)構(gòu)上分為單芯光纖連接器和帶狀多芯光纖連接器，目前使用最多的是單芯光纖連接器。依據(jù)光纖活動(dòng)接頭的結(jié)構(gòu)和形狀，常將單芯光纖

3、連接器分為FC、SC、ST等幾種，如圖2所示。FC-PC圖2單芯光纖連接器的常用類型FC型為圓形的螺紋式結(jié)構(gòu)，接頭插入法蘭盤后，其卡鎖落入法蘭盤的槽中，再用螺紋擰緊。光纖端面經(jīng)研磨、拋光處理，靠套筒的高精度內(nèi)圓與插針的高精度外圓緊密配合進(jìn)行軸心對(duì)準(zhǔn)。SC型是矩形的插拔式結(jié)構(gòu)，法蘭盤中有卡簧。由于是矩形，所以很容易對(duì)準(zhǔn)。接頭插入法蘭盤后，聽到卡簧聲響便表示接頭已良好連接。ST型為圓形卡口式結(jié)構(gòu)，接頭插入法蘭盤壓緊后，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度便可使插頭固定牢固，并對(duì)光纖端面施加一定的壓緊力。光纖連接器按端面形狀及接觸方式可分為球面接觸的PC（PhysicalContact

4、）型、斜球面接觸的APC（AngledPhysicalContact）型和超平面接觸的UPC（Ultra-PhysicalContact）型等。PC型通常為單模光纖連接頭，其端面研磨拋光成微凸球面，APC型在端面形成8°傾角，并且形成半徑為20～50mm的球面，UPC型為超平面連接。光纖連接器的型號(hào)通常表示為XX-YY。其中XX表示光纖連接器之連接頭的連接方式，YY表示光纖連接器端面的形狀及接觸方式。如SC-PC表示插拔式球面接觸型。雖然不同的光纖連接器構(gòu)造不盡相同，但它們均有圖3所示的五個(gè)基本部件：保護(hù)套、插針體、連接閉鎖裝置、后殼、壓接套管。FC連接器

5、外形是圓柱形，外部用帶螺紋的金屬套固緊，采用了2.5mm的陶瓷制防拉插針體，適用于長(zhǎng)途及局域網(wǎng)。圖3光纖連接器的基本構(gòu)造示意圖光纖連接器的插針體是一外徑為2.5mm，內(nèi)徑為126um的陶瓷圓柱體，可用環(huán)氧樹脂膠將直徑為125um的光纖固定于插針體的內(nèi)孔中，然后對(duì)插針體端面進(jìn)行精密研磨加工（圖4）。為保證光纖連接器的性能，要求連接器在對(duì)接時(shí)光纖端面能保持良好的物理接觸，即要求連接器端面各點(diǎn)在研磨加工時(shí)受到均勻研磨。為使得連接器對(duì)接時(shí)兩光纖端面物理接觸，陶瓷插針端面應(yīng)磨成球面。因此，研磨墊由彈性非常好的橡膠做成，金剛石磨料砂紙放置于橡膠墊上。這樣，在研磨光纖端

6、面時(shí)可保證插芯端部為球面。圖4光纖端面的研磨加工圖5單顆磨粒的受力情況磨粒對(duì)光纖只有滑動(dòng)擠壓和犁削作用，實(shí)質(zhì)上是在磨粒刃的切向力和擠壓力組合作用下，光纖表層產(chǎn)生材料去除的過程。如圖5所示，磨粒相對(duì)于光纖沿v方向運(yùn)動(dòng)，在外載荷為Pt時(shí)，磨粒受到擠壓力P1及剪切力P2的作用。光纖連接器端面的各點(diǎn)相對(duì)于研磨盤運(yùn)動(dòng)路程的多少，將會(huì)影響到光纖連接器被研磨端面上各點(diǎn)的材料去除量，所以，連接器在研磨過程中插針體端面上的所有點(diǎn)相對(duì)于研磨盤的運(yùn)動(dòng)路程應(yīng)相等，以保證連接器端面的均勻研磨。在研磨過程中，軌跡的變化形態(tài)以及軌跡的疏密度等對(duì)連接器端面研磨的質(zhì)量影響較大。要使研磨砂紙

7、均勻磨損，應(yīng)避免連接器端面相對(duì)于它的研磨軌跡過早地出現(xiàn)周期性重復(fù)。3．光纖的連接3.1光纖的連接損耗光纖連接時(shí)的耦合損耗因素基本上可分為兩大類：一類是固有的，是被連接光纖本身特性參數(shù)的差異，比如纖芯直徑、模場(chǎng)直徑、數(shù)值孔徑差異、纖芯或模場(chǎng)的同心度偏差、纖芯橢圓度等。這些因素所引起的光纖連接損耗一般無法通過連接技術(shù)來改善；另一類是光纖連接時(shí)光纖的端面質(zhì)量、對(duì)中質(zhì)量和連接質(zhì)量等因素，比如光纖的端面切割質(zhì)量、端面間隙、纖軸的橫向錯(cuò)位、纖軸的角度傾斜、纖芯形變等因素。這些因素所引起的連接損耗可通過連接技術(shù)的改進(jìn)而得到改善。引起光纖對(duì)接的損耗主要原因可分成內(nèi)因和外因

8、兩大類。典型的內(nèi)部連接損耗有：纖芯直徑不匹配、數(shù)值孔徑不匹配、模場(chǎng)