Что такое сварка оптических волокон?
Определение: Спайка оптических волокон — это техника, используемая для соединения двух оптических волокон. В области оптоволоконной связи эта техника применяется для создания длинных оптических линий, что обеспечивает превосходную и дальнюю передачу оптического сигнала. Спайщики являются, по сути, соплами, которые устанавливают соединение между двумя волокнами или пучками волокон. При спайке двух оптических волокон необходимо учитывать такие факторы, как геометрия волокна, правильное выравнивание и механическая прочность.
Техники спайки оптических волокон
Существует три основные техники спайки оптических волокон, а именно:
Спайка плавлением
Спайка плавлением — это техника, которая создает постоянное (долговечное) соединение между двумя оптическими волокнами. В этом процессе два волокна соединяются термически. Электрический прибор, который функционирует как электрическая дуга, необходим для установления этого теплового соединения.
Сначала два волокна точно выравниваются и стыкуются в держателе волокон. После завершения выравнивания активируется электрическая дуга. При включении она генерирует энергию, которая нагревает стыковое соединение. Этот нагрев расплавляет концы волокон, позволяя им соединиться.
После того как волокна соединились, их соединение защищается покрытием из полиэтиленовой оболочки или пластикового покрытия. На следующем рисунке показана спайка плавлением оптического волокна:
Используя технику спайки плавлением, потери, возникающие на стыке, крайне низки. Для однорежимных и многорежимных оптических волокон диапазон потерь составляет от 0,05 до 0,10 дБ. Техника с такими минимальными потерями очень практична и полезна, так как только ничтожная часть передаваемой мощности теряется.
Однако при спайке плавлением подачу тепла необходимо тщательно регулировать. Это связано с тем, что избыточное тепло иногда может привести к хрупкому (тонкому) соединению.
Механическая спайка
Механическая спайка включает в себя следующие две категории:
Спайка в V-образном пазу
В этой технике спайки сначала выбирается V-образный субстрат. Концы двух оптических волокон затем стыкуются в пазу. После того как волокна правильно выровнены в пазу, они соединяются с помощью клея или геля, соответствующего индексу преломления, что обеспечивает надежное соединение.V-субстрат может быть изготовлен из пластика, кремния, керамики или металла.На следующем рисунке показана техника спайки оптических волокон в V-образном пазу:
Однако эта техника вызывает более высокие потери волокна по сравнению со спайкой плавлением. Эти потери в основном зависят от диаметра сердцевины и оболочки, а также от позиционного выравнивания сердцевины относительно центра.
Заметим, что два волокна не образуют непрерывное, гладкое соединение, как в предыдущем методе, и соединение является полу-постоянным.
Спайка эластичной трубкой
Эта техника использует эластичную трубку для спайки волокон, преимущественно применяемую для многорежимных оптических волокон. Потери волокна здесь почти сравнимы с потерями при спайке плавлением, но требуют меньше оборудования и технических навыков, чем спайка плавлением.На следующем рисунке показана техника спайки эластичной трубкой:
Эластичный материал обычно представляет собой резину, имеющую маленькое отверстие с диаметром, немного меньшим, чем диаметр спаиваемого волокна. Оба конца волокна заточены, чтобы облегчить их вставку в трубку. Когда волокно с диаметром, немного большим, чем отверстие, вставляется, эластичный материал оказывает симметричное давление, расширяясь, чтобы вместить волокно. Эта симметрия обеспечивает точное выравнивание между двумя волокнами. Техника позволяет спаивать волокна разного диаметра, так как волокна само-выравниваются вдоль оси трубки.
Преимущества спайки волокон
Недостатки спайки волокон
