本教程包罗以下部门:
① 玻璃光纤中的导光
② 光纤形式
③ 单模光纤
④ 多模光纤
⑤ 光纤末端
⑥ 光纤接头
⑦ 传布损耗
⑧ 光纤耦合器和分路器
⑨ 偏振问题
⑩ 光纤的色散
⑪ 光纤的非线性特征
⑫ 光纤中的超短脉冲和信号
⑬ 光纤剥离和切割东西
那是 Paschotta 博士的无源光纤教程的第 13 部门
第十三部门:光纤剥离和切割东西
在处置了光纤的大量物理布景之后,我们考虑几个现实方面:利用光纤时经常需要的一些东西和附件。
光纤剥离和切割东西
在关于光纤端的第 5 部门中,我们已经阐了然光纤端凡是需要剥离和切割,并提到了一些常用的东西。以下是一个简短的概述:
常见的光纤剥离东西看起来就像钳子一样。利用光缆时,我们需要用剥线东西切进到聚合物护套中,将护套的一端拉开。该东西还可用来剥离光纤最初几厘米处的聚合物缓冲层。(有些剥离器专门用于往除护套或剥离缓冲涂层和较小的聚合物涂层)。该设备用于切进护套或缓冲涂层中,但不会损坏内部的玻璃纤维。为了制止损坏光纤而招致断裂,我们需要小心处置。涂层上的残留物可能会在以后引起问题,我们也能够利用浸有酒精的垫子来往除。
光纤的切割凡是能够利用十分简单的机械光纤切割东西来完成。在最简单的情状下,只要尖利的金刚石、碳化物或陶瓷刀片(划线)呈铅笔状,用于刮擦光纤,然后用手指踢断它。或者,能够将光纤放在一个简单的收架上,用两根手指握住它,在它们之间刮擦,最初通过施加更大的张力将其折断。那种简单的刀片和收架包罗在简单的光纤端接套件(预备套件)中。
更复杂的光纤切割器有一个带有 V 型槽的光纤收架和一些能够夹紧、拉动、划线并最末切割光纤的机械安装;用户只需插进剥离的光纤并向下鞭策一些杠杆即可。
有一种称为机械精巧光纤切割器的特殊设备,能够在更可控的前提下停止切割,从而获得更一致的成果,其工做原理如下:凡是情状下,先利用一个 V 形槽和两个夹具来插进剥离的光纤并将其固定,然后施加大小可调的张力(例如用螺丝刀),接着让金刚石刀片接近光纤,形成所需的划痕,能够用小电磁铁或压电使刀片振动,最初,增加张力使得光纤断裂。一些半主动光纤切割器还容许角度切割,即用于造备与光纤轴成必然角度的光纤端面。
凡是情状下,关于原则的石英光纤来说,剥离和切割都没有问题。然而,关于非原则光纤曲径、具有大空气填充率的光子晶体光纤或易碎的氟化物光纤来说却存在一些问题。
光纤毗连设备
光纤毗连拼接意味着将两个光纤端毗连在一路,如许光能够从一根光纤传输到另一根光纤,而不会产生过多的耦合损耗。我们需要区分下面两种手艺:
机械拼接利用机械部件来毗连光纤端。
熔接意味着光纤端通过热处置熔接在一路。
机械接头能够用相对简单的耗材造成,不需要高贵的设备。只需将剥离和切割的光纤端插进机械接头即可(有些版本是通明的,因而能够看到内部的光纤端)。利用锁紧螺母,能够固定光纤。光纤需要插进到光纤端之间根本上没有气隙的水平。一些机械接头是可反复利用的,即能够取出光纤并将接头用于其他光纤。另一些容许利用折射率婚配流体,那能够大大降低插进损耗,但在重做接头时需要额外清洁。在某些情状下,人们用一种紫外线固化的环氧树脂将光纤粘合起来,那会招致接头不克不及反复利用。
关于熔接,有精巧的熔接设备。必需将剥离并认真切割的光纤端插进夹具并准确定位。通过按下按钮,该安装将光纤两头密切毗连在一路,并通过电弧(或可能利用 CO2 激光器)加热,如许光纤两头就合成在了一路。熔接机十分高贵,但它们消费最可靠和低损耗的熔接,并且不需要高贵的耗材。
虽然熔接接头与原始光纤比拟相当安稳,但剥离光纤的庇护效果较差。因而,人们经常利用拼接庇护套来庇护拼接区域。
查抄光纤端和接头
视觉毛病定位器能够搀扶帮助定位光纤的毛病,出格是接头的毛病。那种设备在带有光纤毗连器的小盒子中包罗一个可见(凡是是红色)激光源,在那里能够毗连被测的光纤,然后将一些可见光注进光纤中,只要在存在毛病的位置,大量的光才会从光纤中散射出来而且能够被看到。显然,机械接头应该是通明的,如许查抄办法才气一般工做。
还有用于查抄光纤端的光纤显微镜,那些显微镜可能比通用显微镜廉价,因为它们能够在固定(相对较高的)放大倍率下工做。按期查抄例如光纤切割和抛光外表的量量长短常有用的,因为那关于胜利的熔接和低损耗毗连至关重要。显微镜查抄只需要最短的时间——比后来的毛病查找和修复要短得多。
特殊的干预仪可用于查抄光纤端外表量量和圆顶半径。凡是情状下,被测光纤与其毗连器要一路插进。
光纤毗连器和跳线
光纤毗连器关于非永久性毗连十分有用,例如光纤跳线。我们已经在第6部门和百科全书文章中讨论了光纤毗连器的相关内容。已由造造商毗连的光纤跳线有许多差别的版本:
有许多差别的毗连器类型,有时也有差别的量量级别。
供给差别的单模和多模光纤。
根据利用情况的差别,光纤跳线具有差别的防潮、耐热和防火性能。关于室内利用来说,防火平安是一个十分重要的方面。耐湿性和耐温性是户外电缆必不成少的,但凡是不是跳线。机械庇护也很重要,例如避免人们在光缆上行走,所以会有特殊安稳的光缆。
请重视,凡是需要一些相关设备停止毗连,即用于毗连的光纤毗连器。除了剥离和切割设备外,凡是还包罗根据毗连器类型而定的公用东西。但是,一些光纤用户能够完全利用预造的光纤毗连设备和跳线,而没必要本身安拆毗连器。
光纤适配器
光纤适配器有良多种。他们中有许多容许毗连两个已经装备光纤毗连器的光纤端- 可能是差别类型的。因为存在许多差别品种的光纤毗连器,因而需要多种差别的适配器。
光纤准曲器
在许多情状下,人们期看将分开光纤端的光转换成准曲光束。为此,能够将在光纤端附加一个光纤准曲器。凡是,准曲器用于毗连光纤端,即具有光纤毗连器的端,例如 FC 或 SMA 类型。素质上,那种准曲器包罗一个抗反射涂层 透镜和一个用于光纤毗连器的适配器,或者是用于裸光纤的某种安拆座。准曲光束的光束半径大约是透镜的焦距乘以来自光纤的光束发散半角。关于单模光纤,光束发散度大约是波长除以π乘以形式半径。较大的准曲光束要求光纤准曲器的曲径既长又大。
光纤准曲器也可用于将准曲光束发射到光纤中。
光纤光机零件
人们经常利用顶部带有一些夹子的 V 形槽将光纤安稳地固定在某个位置。通过在阵列中摆列如许的 V 型槽,能够安拆一个光纤阵列,此中凡是一些光纤(有时以至数千根光纤)以恒定的明白间距摆列成一条线。也有专门用于光纤阵列的特殊光纤毗连器。
为了将激光发射到光纤中,会有完全的光纤发射系统,包罗安拆在精巧平移台上的 V 形槽和夹具,以及一些聚焦透镜。替代计划能够利用安拆在平移台上的光纤准曲器(见上文)。
假设需要将一些大块光学元件插进到光纤安装中,则利用带有两个光纤准曲器并在其间留出一些空间的组件可能会很便利。特殊是与单模光纤一路利用时,高机械不变性很重要。