Definicja: Spajanie włókien optycznych to technika stosowana do połączenia dwóch włókien optycznych. W dziedzinie komunikacji światłowodowej ta technika służy do tworzenia długich optycznych połączeń, umożliwiając lepszą i długodystansową transmisję sygnałów optycznych. Spajacze są w zasadzie sprzężaczami, które ustanawiają połączenie między dwoma włóknami lub wiązkami włókien. Przy spajaniu dwóch włókien optycznych należy uwzględnić takie czynniki jak geometria włókna, prawidłowe wyrównanie oraz wytrzymałość mechaniczna.
Techniki spajania włókien optycznych
Istnieją głównie trzy techniki spajania włókien optycznych, które są następujące:
Spajanie termiczne
Spajanie termiczne to technika tworząca stałe (trwałe) połączenie między dwoma włóknami optycznymi. W tym procesie dwa włókna są połączone termicznie. Instrument elektryczny, który działa jako łuk elektryczny, jest niezbędny do ustanowienia tego połączenia termicznego.
Najpierw dwa włókna są precyzyjnie wyrównane i przylegają do siebie w obrębie trzymacza włókna. Po ukończeniu wyrównania aktywowany jest łuk elektryczny. Gdy jest włączony, generuje energię, która ogrzewa styk końców. To nagrzewanie topi końce włókien, pozwalając im połączyć się ze sobą.
Po połączeniu włókien ich połączenie jest chronione przez pokrycie je płaszczem z polietylenu lub powłoką plastikową. Poniższy rysunek ilustruje spajanie termiczne włókna optycznego:
Korzystając z techniki spajania termicznego, straty generowane na połączeniu są bardzo niskie. Dla zarówno jednomodowych, jak i wielomodowych włókien optycznych, zakres strat wynosi od 0,05 do 0,10 dB. Technika z tak minimalnymi stratami jest bardzo praktyczna i użyteczna, ponieważ tylko znikoma część przesyłanej mocy jest tracona.
Jednak podczas spajania termicznego zasilanie ciepłem musi być starannie regulowane. Wynika to z faktu, że nadmiar ciepła może czasem prowadzić do kruchego (delikatnego) połączenia.
Spajanie mechaniczne
Spajanie mechaniczne obejmuje następujące dwie kategorie:
Spajanie w rowku V
W tej technice spajania najpierw wybiera się podłoże o kształcie litery V. Następnie końce dwóch włókien optycznych są przylegające do siebie w rowku. Gdy włókna są właściwie wyrównane w rowku, są połączone za pomocą kleju lub żelu dopasowanego indeksowo, co zapewnia połączenie. Podłoże V może być wykonane z tworzywa sztucznego, krzemu, ceramiki lub metalu. Poniższy rysunek ilustruje technikę spajania włókien optycznych w rowku V:
Jednak ta technika powoduje większe straty włókniane w porównaniu ze spajaniem termicznym. Te straty zależą głównie od średnic rdzenia i otoczki, jak również od wyrównania rdzenia względem środka.
Zauważalne jest, że dwa włókna nie tworzą ciągłego, gładkiego połączenia, jak w poprzednio omówionej metodzie, a połączenie jest półtrwałe.
Spajanie w elastycznym rurce
Ta technika wykorzystuje elastyczną rurkę do spajania włókien, głównie stosowaną do wielomodowych włókien optycznych. Straty włókniane tutaj są niemal porównywalne z stratami przy spajaniu termicznym, ale wymaga mniej sprzętu i umiejętności technicznych niż spajanie termiczne. Poniższy rysunek ilustruje technikę spajania w elastycznej rurce:
Materiał elastyczny jest zwykle gumą, mającą mały otwór o średnicy nieco mniejszej niż średnica włókna do spajania. Oba końce włókna są zwężone, aby ułatwić łatwe wprowadzenie do rurki. Gdy włókno o średnicy nieco większej niż otwór jest wprowadzone, materiał elastyczny wywiera symetryczną siłę, rozszerzając się, aby pomieścić włókno. Ta symetria zapewnia dokładne wyrównanie między dwoma włóknami. Technika ta pozwala na spajanie włókien o różnych średnicach, ponieważ włókna samoczynnie wyrównują się wzdłuż osi rurki.
Zalety spajania włókien
Wady spajania włókien
