光纤的接续与单芯光纤熔接机的使用.doc

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1、光纤的接续与单芯光纤熔接机的使用实验者：王国润合作者：邓光盛[实验目的]1、了解光缆的结构和学习光纤的表面处理。2、学习光纤切割刀的使用。3、学习单芯光纤熔接机的原理和使用操作。[实验原理]一、光纤熔接损耗光在光纤中传输时会产生损耗，这种损耗主要是由光纤自身的传输损耗和光纤接头处的熔接损耗组成。光缆一经定购，其光纤自身的传输损耗也基本确定，而光纤接头处的熔接损耗则与光纤的本身及现场施工有关。影响光纤熔接损耗的因素较多，大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。1、光纤本征因素是指光纤自身因素，主要有四点。　（1）光纤模场直径不一致；　（2）两

2、根光纤芯径失配；　　（3）纤芯截面不圆；　　（4）纤芯与包层同心度不佳。　　其中光纤模场直径不一致影响最大，按CCITT(国际电报电话咨询委员会)建议，单模光纤的容限标准如下：　　模场直径：（9~10μm）±10％，即容限约±1μm；　　包层直径：125±3μm；　　模场同心度误差≤6％，包层不圆度≤2％。2、影响光纤接续损耗的非本征因素即接续技术。　　（1）轴心错位：单模光纤纤芯很细，两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。当错位1.2μm时，接续损耗达0.5dB。　　（2）轴心倾斜：当光纤断面倾斜1°时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求

3、接续损耗≤0.1dB，则单模光纤的倾角应为≤0.3°。　　（3）端面分离：活动连接器的连接不好，很容易产生端面分离，造成连接损耗较大。当熔接机放电电压较低时，也容易产生端面分离，此情况一般在有拉力测试功能的熔接机中可以发现。　　（4）端面质量：光纤端面的平整度差时也会产生损耗，甚至气泡。　　（5）接续点附近光纤物理变形：光缆在架设过程中的拉伸变形，接续盒中夹固光缆压力太大等，都会对接续损耗有影响，甚至熔接几次都不能改善。另外，接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、熔接机中电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗的

4、值。一、光纤熔接机原理用熔接法制做固定接头，在实际应用最普遍，可以在室内或者野外使用，是光通信干线中光纤固定连接的主要方法。它用加热的方法将光纤熔融结合在一起。加热和熔化的方法有三种：第一种是电弧熔接，它用电极高压放电的方法加热光纤，使之熔融连接，电弧放电和光纤的对准采用微机控制，实现自动化作业；第二种是氢焰熔接，用于一些特殊的场合入海底光缆的熔接，其特点是接头强度高，但火焰的控制较为困难；第三种是激光熔接，采用激光加热熔接光纤，其特点是加人环境非常洁净，接头强度高，但设备昂贵。本实验采用第一种，即电弧熔接法，使用住友公司的ETKType-

5、36光纤熔接机。光纤熔接机由4部分组成：(1)光纤的准直与夹紧机构；(2)光纤的对准机构；(3)电弧放电机构；(4)电弧放电和电机驱动的控制机构。(1)光纤的准直与夹紧机构光纤的准直与夹紧结构由精密V型槽和压板构成。精密V型槽的作用是使一对光纤不产生轴偏移；压板使光纤固定在V型槽内。然而，即使如此，置于V型槽内的光纤，还存在者微小的轴向偏移。消除这个轴向偏移的一个方法是所谓的自调芯作用。它是指：在放电加热时，光纤表面将产生张力。这种表面张力将使微小的轴向偏移得到纠正。(2)光纤的对准机构要对准两条光纤，每条光纤需要6个自由度。将光纤在准直与

6、夹紧机构内的一段光纤作为对象分析，并把光纤的放置方向定为Z方向，即有以下6个自由度影响光纤的位置：X，Y，Z三个方向的平移自由度和绕X，Y，Z三个方向旋转的自由度。由于熔接光纤有一个前提是两条光纤的芯径大小相等，所以不需要绕Z方向旋转的自由度。由于光纤的准直与夹紧机构的精密V型槽和压板是平行的，只要光纤是能精确的放进V型槽内，即两光纤可看作是平行的。这样就又省去了X，Y两个方向上的旋转自由度。而且转动光纤也会带动熔接机外的光纤，这样会造成光纤的弯曲，甚至会造成光纤的断裂或损坏。综合以上各个因素得，对光纤的调整机构只有三个平动的自由度。为了实

7、现这一光纤的对准过程，两个V型槽的基座均被固定在三维驱动机构上，使V型槽可以在X、Y、Z三个方向上平动。驱动机构由丝杆和步进电机构成，精度很高。一般为每步，更精密的达到。调整机构将根据对准机构的指令调整光纤的相对位置，实现光纤的对准。住友公司的ETKType-36光纤熔接机使用的光纤对准方法为纤芯直视法。自动纠正偏差，进行纤芯对准。(3)电弧放电机构熔接机的电弧放电有两跟电极完成。电极尖端加工成至角，电极之间的间隙为。熔接机的放电电流和放电时间均可以调节。[实验仪器]ETKType-36光纤熔接机、光纤切割刀、光纤剥线钳、剪刀、光纤、酒精、

8、镊子、镜头纸等。图1住友公司ETKType-36型光纤熔接机[实验步骤及现象]1、使用光纤剥线钳一次性剥除20mm到30mm长的光纤被覆，得到一段裸光纤；注意剥除时光纤不能缠绕在