Що таке спайкування оптичних волокон？
Визначення: Сполучення оптичних волокон - це техніка, яка використовується для з'єднання двох оптичних волокон. У сфері оптичної волоконної зв'язку ця техніка застосовується для створення довгих оптичних ланцюгів, що дозволяє надати надійну та довгострокову передачу оптичного сигналу на великі відстані. Сполучувачі фактично є куплерами, які встановлюють з'єднання між двома волокнами або пучками волокон. При сполученні двох оптичних волокон необхідно враховувати такі фактори, як геометрія волокна, правильне вирівнювання та механічну міцність.
Техніки сполучення оптичних волокон
Основно існує три техніки сполучення оптичних волокон, які наведені нижче:
Спайка злиттям
Спайка злиттям - це техніка, яка створює постійне (довготривале) з'єднання між двома оптичними волокнами. У цьому процесі два волокна з'єднуються термічно. Електричний прилад, який функціонує як електрична дуга, є необхідним для встановлення цього термічного з'єднання.
Спочатку два волокна точно вирівнюються та притискаються разом у волоконному тримачі. Після завершення вирівнювання активується електрична дуга. Коли вона увімкнена, вона генерує енергію, яка нагріває з'єднання. Цей нагрів розчиняє кінці волокон, дозволяючи їм з'єднатися.
Після того, як волокна з'єдналися, їх з'єднання захищається за допомогою покриття поліетиленовою оболонкою або пластиковим покриттям. Нижче наведено ілюстрацію спайки злиттям оптичного волокна:
Використовуючи техніку спайки злиттям, втрати, що виникають на місці спайки, дуже невеликі. Для одно-модових та багатомодових оптичних волокон діапазон втрат становить від 0,05 до 0,10 дБ. Техніка з такими мінімальними втратами є дуже практичною та корисною, оскільки втрачається лише незначна частина переданої потужності.
Проте, під час спайки злиттям, нагрів має бути докладно регульований. Це пов'язано з тим, що надмірний нагрів може призвести до хрупкого (тонкого) з'єднання.
Механічна спайка
Механічна спайка включає наступні дві категорії:
Спайка в V-образному пазі
У цій техніці спайки спочатку вибирається V-образна основа. Кінці двох оптичних волокон притискаються в паз. Після правильного вирівнювання волокон у пазу, вони з'єднуються за допомогою клею або гелю, що збігається за індексом, що забезпечує з'єднання. V-основа може бути виготовлена з пластмаси, кремнію, кераміки або металу. Нижче наведено ілюстрацію техніки спайки оптичного волокна в V-образному пазі:
Проте, ця техніка викликає більші втрати волокна порівняно зі спайкою злиттям. Ці втрати переважно залежать від діаметрів середини та оболонки, а також від положення середини відносно центру.
Зверніть увагу, що два волокна не формують безперервне, гладке з'єднання, як у попередньо обговореній методі, і з'єднання є напівпостійним.
Спайка з використанням пружного трубки
Ця техніка використовує пружну трубку для спайки волокон, переважно застосовується до багатомодових оптичних волокон. Втрати волокна тут майже аналогічні втратам при спайці злиттям, але вимагають менше обладнання та технічних навичок, ніж спайка злиттям. Нижче наведено ілюстрацію техніки спайки з використанням пружної трубки:
Пружний матеріал, який зазвичай використовується, - це гума, яка має маленьке отвір, діаметр якого трохи менший, ніж діаметр волокна, яке потрібно спаяти. Обидва кінці волокна зменшуються, щоб спростити їх вставку в трубку. Коли волокно з діаметром трохи більшим, ніж отвір, вставляється, пружний матеріал використовує симетричну силу, розширюючись, щоб прийняти волокно. Ця симетрія забезпечує точне вирівнювання між двома волокнами. Техніка дозволяє спаювати волокна різних діаметрів, оскільки волокна самостійно вирівнюються вздовж осі трубки.
Переваги спайки волокон
Недоліки спайки волокон
