裸光纖研磨

① 製作光纖耦合器的關鍵技術及難點有哪些

全光纖定向耦合器的製造工藝有三類：磨拋法、腐蝕法和熔錐法。磨拋法是把裸光纖按一定回曲率固答定在開槽的石英基片上，再進行光學研磨、拋光，以除去一部分包層，然後把兩塊這種磨好的裸光纖拼接在一起。利用兩光纖之間的模場耦合以構成定向耦合器。其缺點是器件的熱穩定性、機械穩定性。
腐蝕法是用化學方法把一段裸光纖包層腐蝕掉，再把兩根已腐蝕後的光纖扭絞在一起，構成光纖耦合器。其缺點是工藝的一致性較差，且損耗大，熱穩定性差。
熔錐法是把兩根裸光纖靠在一起，在高溫火焰中加熱使之熔化，同時在光纖兩端拉伸光纖，使光纖熔融區成為錐形過鍛，從而構成耦合器。熔錐型單模光纖分路器件除應嚴格控制拉錐長度、熔區形狀、錐體光滑度外，尚應注意：
（1）光纖類型的選擇；
（2）光纖的安置；
（3）封裝工藝。

② 在綜合布線中什麼情況用多模光纖，什麼情況用單模光纖。以及光纖芯數如何確定

1 什麼是單模與多模光纖？他們的區別是什麼？

單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。我們知道，光是一種頻率極高（3×1014Hz）的電磁波，當它在光纖中傳播時，根據波動光學、電磁場以及麥克斯韋式方程組求解等理論發現：

當光纖纖芯的幾何尺寸遠大於光波波長時，光在光纖中會以幾十種乃至幾百種傳播模式進行傳播，如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等（其中m、n=0、1、2、3、……）。

其中HE11模被稱為基模，其餘的皆稱為高次模。

1）多模光纖

當光纖的幾何尺寸（主要是纖芯直徑d1）遠遠大於光波波長時（約1µm），光纖中會存在著幾十種乃至幾百種傳播模式。不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位，導致長距離的傳輸之後會產生時延、光脈沖變寬。這種現象叫做光纖的模式色散（又叫模間色散）。

模式色散會使多模光纖的帶寬變窄，降低了其傳輸容量，因此多模光纖僅適用於較小容量的光纖通信。

多模光纖的折射率分布大都為拋物線分布即漸變折射率分布。其纖芯直徑約在50µm左右。

2）單模光纖

當光纖的幾何尺寸（主要是芯徑）可以與光波長相近時，如芯徑d1 在5～10µm范圍，光纖只允許一種模式（基模HE11）在其中傳播，其餘的高次模全部截止，這樣的光纖叫做單模光纖。

由於它只有一種模式傳播，避免了模式色散的問題，故單模光纖具有極寬的帶寬，特別適用於大容量的光纖通信。因此，要實現單模傳輸，必須使光纖的諸參量滿足一定的條件，通過公式計算得出，對於NA=0.12 的光纖要在λ=1.3µm以上實現單模傳輸時，光纖纖芯的半徑應≤4.2µm，即其纖芯直徑d1≤8.4µm。

由於單模光纖的纖芯直徑非常細小，所以對其製造工藝提出了更苛刻的要求。

2 使用光纖有哪些優點？

1) 光纖的通頻帶很寬，理論可達30T。

2) 無中繼支持長度可達幾十到上百公里，銅線只有幾百米。

3) 不受電磁場和電磁輻射的影響。

4) 重量輕，體積小。

5) 光纖通訊不帶電，使用安全可用於易燃，易暴等場所。

6) 使用環境溫度范圍寬。

7) 使用壽命長。

3 如何選擇光纜？

光纜的選擇除了根據光纖芯數和光纖種類以外，還要根據光纜的使用環境來選擇光纜的結構和外護套。

1）戶外用光纜直埋時，宜選用松套鎧裝光纜。架空時，可選用帶兩根或多根加強筋的黑色PE外護套的松套光纜。

2）建築物內用的光纜在選用時應選用緊套光纜並注意其阻燃、毒和煙的特性。一般在管道中或強制通風處可選用阻燃但有煙的類型（Plenum）或可燃無毒的類型（LSZH），暴露的環境中應選用阻燃、無毒和無煙的類型（Riser）。

3）樓內垂直或水平布纜時，可選用與建築物內通用的緊套光纜、配線光纜或分支光纜時。

4）根據網路應用和光纜應用參數選擇單模和多模光纜，通常室內和短距離應用以多模光纜為主，室外和長距離應用以單模光纜為主。

4 在光纖的連接中，如何選擇固定連接和活動連接的不同應用？

光纖的活動連接是通過光纖連接器實現的。光鏈路中的一個活動連接點就是一個明確的分割界面。在活動連接和固定連接的選擇上，固定連接的優勢體現在成本較低、光損耗較小，但靈活性較差，而活動連接與之相反。網路設計時需要根據整條鏈路情況，靈活選擇活動和固定連接的使用，保證既有靈活性，又有穩定性，從而充分發揮各自的優勢。活動連接界面是重要的測試、維護、變更的界面，活動連接比固定連接相對容易找到鏈路中的故障點，為故障器件的更換增加便捷性，從而提高系統維護性和減少維護成本。

5 光纖越來越接近用戶終端，「光纖到桌面」的意義和系統設計時需要注意哪些因素？

「光纖到桌面」在水平子系統的應用中，和銅纜的關系是相輔相成不可或缺的。光纖有其特有的長處，比如傳輸距離遠、傳輸穩定、不受電磁干擾的影響、支持帶寬高、不會產生電磁泄露。這些特點使得光纖在一些特定的環境中發揮著銅纜不可替代的作用：

1) 當信息點傳輸距離大於100m時，如果選擇使用銅纜。必須添加中繼器或增加網路設備和弱電間，從而增加成本和故障隱患，使用光纖可以輕易地解決這一問題。

2) 在特定工作環境中（如工廠、醫院、空調機房、電力機房等）存在著大量的電磁干擾源，光纖可以不受電磁干擾，在這些環境中的穩定運行。

3) 光纖不存在電磁泄漏，要檢測光纖中傳輸的信號是非常困難的。在保密等級要求較高的地方（如軍事、研發、審計、政府等行業）是很好的選擇。

4) 對帶寬的需求較高的環境，達到了1G以上，光纖是很好的選擇。

光纖的應用正在從主幹或機房逐漸延伸到桌面和住宅用戶，這就意味著越來越多的不了解光纖特性的用戶開始接觸到光纖系統。所以設計光纖鏈路系統和選擇產品時，應充分考慮系統當前和未來的應用需求，使用兼容的系統和產品，最大可能地便於維護和管理，適應千變萬化的現場實際情況和用戶安裝需求等。

6 光纖連接器可以被直接端接在250 µm 光纖上嗎?

不可以。松套光纜包含外徑為250 µm的裸光纖,這是尺寸非常小，並且很脆弱，是無法對光纖固定、不足以支撐光纖連接器的重量和非常不安全的，直接在光纜上端接連接器，至少需要使用900 µm的緊套層包裹在250 µm的光纖外部，這樣才能對光纖提供保護和對連接器形成支撐。

7 FC連接器可以直接與SC連接器連接嗎？

可以，這僅僅是兩種不同類型的連接器的不同連接方法。

如果你需要連接他們，你必須選擇混合的轉接適配器，使用FC/SC適配器可以分別連接兩端的FC連接器和SC連接器。這種方法要求連接器應當都是平面研磨，如果你一定需要連接斜角度（APC）連接器，則必採用第二種防止損傷的方法。

第二種方法是使用混合跳線和兩個連接適配器。混合跳線是指兩端使用不同的光纖連接器類型，這些連接器將連接至你需要連接的地方，這樣就可以在配線面板中使用通用的適配器與系統相連，但是對系統衰減預算帶來一個連接器對的增加量。

8 光纖的固定連接包括機械式光纖接續和熱熔接，那麼機械式光纖接續和熱熔接的選用原則有哪些？

機械式光纖接續俗稱為光纖冷接，是指不需要熱熔接機，通過簡單的接續工具、利用機械連接技術實現單芯或多芯光纖永久連接的光纖接續方式。總的來說，對小芯數多地點分散的光纖進行接續時，宜採用機械接續取代熱熔接。

機械式光纖接續技術早期經常被應用在線路搶修、特殊場合的小規模應用等工程實踐當中。近年來隨著光纖到桌面和光纖到戶（ FTTH）在的大規模部署，人們認識到機械式光纖接續作為一種重要的光纖接續手段的意義。

對於具有用戶數量大而地點分散的特點的光纖到桌面和光纖到戶應用，當用戶規模到一定程度後，施工復雜程度和施工人員和熔接機無法滿足用戶開通服務的時間要求。機械式光纖接續方式由於操作簡單，人員培訓周期短，設備投資小等特點，為光纖大規模部署提供了成本效益最高的光纖接續解決方案。比如樓道高處、狹小空間內，照明不足、現場取電不方便等場合，機械式光纖接續為設計、施工和維護人員提供了一個方便、實用、快捷、高性能的光纖接續手段。

9 在光纖到戶系統中對光纜接頭盒的要求與電信運營商戶外線路中所使用的光纜接頭盒有什麼不同？

首先，在光纖到戶系統中，需要按照實際需要，在接頭盒內預留分光器的安裝和端接、容納、保護進出分光器的跳線的位置。因為實際情況是分光器可能位於光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF等設施中，並在其中進行光纜的端接和分配。

其次，對於住宅小區，光纜接頭盒更多的是採用埋地的方式進行安裝，所以對光纜接頭盒的埋地性能要求更高。

另外，在光纖到戶項目中，可能需要考慮大量小芯數光纜的進出。

③ 綜合布線系統中尾纖和主幹光纜的熔接工具有那兩種

光纖研磨機是研磨光纖接頭的，比如你的光纖尾端是FC/APC的連接頭，如果連接頭壞了，可以用研磨機重新打磨連接頭，這種連接頭可以用法蘭連接。

熔接機是正經的熔接工具。是熔接裸光纖的，不需要做光纖連接頭，直接將斷纖重新熔接在 一起，熔接完成後，只需要使用熱縮套管把熔點熱縮保護起來就行了。

④ 福津裸光纖研磨方法

裸光纖研磨方法，包括以下步驟：提供帶插孔或狹長形收容槽的夾具；在所述插孔或所述收容槽內填充液態的石蠟；將裸光纖插入所述插孔或所述收容槽內，所述裸光纖的端面暴露於所述插孔或所述收容槽外，所述石蠟凝固以將所述裸光纖固定於夾具內；通過光纖連接頭研磨機對固定於所述夾具內的所述裸光纖的端面進行拋光，使所述裸光纖的徑向截面光滑；加熱融化所述石蠟，抽出所述裸光纖；對所述裸光纖進行清洗。上述裸光纖研磨方法採用石蠟將裸光纖固定於夾具內，通過普通的光纖連接頭研磨機即可對裸光纖的端面進行拋光研磨，無需使用專門的激光切割設備，大大降低了生產的成本。

⑤ 光纖跳線規格有哪幾種

光纖跳線按傳輸媒介的不同可分為常見的硅基光纖的單模、多模跳線，還有其它如以塑膠等為傳輸媒介的光纖跳線；按連接頭結構形式可分為：FC跳線、SC跳線、ST跳線、LC跳線、MTRJ跳線、MPO跳線、MU跳線、SMA跳線、FDDI跳線、E2000跳線、DIN4跳線、D4跳線等等各種形式。比較常見的光纖跳線也可以分為FC-FC、FC-SC、FC-LC、FC-ST、SC-SC、SC-ST等。
單模光纖(Single-mode Fiber)：一般光纖跳線用黃色表示，接頭和保護套為藍色；傳輸距離較長。
多模光纖(Multi-mode Fiber)：一般光纖跳線用橙色表示，也有的用灰色表示，接頭和保護套用米色或者黑色；傳輸距離較短

⑥ 兩根塑料裸光纖連接問題

對於光纖連接最好的莫過於專用的連接器了，對於石英光纖來說這東西很普遍，到處都有賣。但由於塑料光纖本身衰減比較大，只適用於短距離傳輸，所以基本上也沒有人在一根本身就是短距離傳輸的介質上做文章，所以塑料光纖的連接器市場上基本沒有，因為不實用。
塑料如果塑料光纖斷了，你換一根就是，這樣也不會因為再次連接而增加損耗，成本也不高。

⑦ MPO與MTP光纖連接有什麼區別

MTP連接器屬於MPO連接器。

MTP連接器被描述為高性能的MPO連接器。

MTP連接器是一種具有多重創新設計的高性能的MPO連接器，相對於一般的MPO連接器來說，MTP光纖連接器在光學性能和機械性能上都得到了加強。MTP連接器完全符合所有MPO連接器的專業標准，包括EIA/TIA-604-5 FOCIS 5 和IEC-61754-7。

MPO型連接器是符合行業標準的互可配對的MTP連接器，這意味用MTP連接器更換MPO連接器來獲得更好的性能是可行的。大部分沿用舊款設計的MPO連接器的性能是相當有限的，無法提供跟MTP光纖連接器一樣的高性能。

(7)裸光纖研磨擴展閱讀

MTP連接器被描述為高性能的MPO連接器的原因：

通過特殊設計的MTP連接器其性能和可用性較MPO連接頭均有提高。MTP的這種設計特徵是獨一無二且受專利保護的。主要特徵如下：

1、MTP光纖連接器的外框套散件可方便移除。

MT插芯設計可在生產時的返工和重新研磨時能確保性能不受損失。陰陽性在組裝後甚至在現場可靈活的改變，插芯組裝後可過干涉檢測。

2、MTP光纖連接器浮動的插芯可提高機械對接時的傳輸性能。可允許兩個連接器在外力的影響下使相互匹配的插芯能保持良好的物理接觸。

3、MTP光纖連接器的橢圓導針(PIN)採用的是不銹鋼材質，橢圓導針能提高對接的精度，並且降低對導孔的磨損，使得MTP光纖連接器更持久地保持高性能傳輸。

4、MTP光纖連接器內有一個金屬針夾用以固定推環。

⑧ 一、禁止光纖接頭端面接觸卓面，手拿等任何被污染的區域。 二、禁止光纖盤直徑小千6Omm。 三、禁止

光纖端面處理、連接、耦合與焊接技術
在光纖的安裝中常常需要對其端面進行處理，在光纖連接時常要考慮最佳耦合，如光纖焊接等，這些工藝質量將直接關繫到光纖傳輸的效率。因此，加強這些操作技能的訓練，對用好光纖是大有幫助的。
實驗目的
(1)掌握光纖頭平整端面處理技術。
(2)掌握光纖與光纖之間的耦合調試技術，體會光纖橫向和縱向偏差對光纖耦合損耗的影響。
(3)掌握光纖焊接的基本技術。
實驗內容
(1)光纖端面處理。
(2)光纖連接、耦合及調試。
(3)光功率測試。
(4)光纖焊接及接點損耗計算。
實驗儀器器材
(1)光纖熔接機及電源。
(2)尾纖輸出半導體激光器(LD)及電源。
(3)功率計。
(4)顯微鏡。
(5)刀片與金剛刀。
(6)V形槽。
(7)光纖調整架。
(8)光電探測器件。
(9)萬用表。
實驗原理
1．光纖的基本結構及類型
光纖(Optic fiber)，是光導纖維的簡稱，它能夠將進入光纖一端的光線傳送到光纖的另一端。光纖是一種多層介質結構的對稱柱體光學纖維，它一般由纖芯、包層、塗覆層與護套層構成，如下圖所示。

纖芯與包層是光纖的主體，對光波的傳播起著決定性作用。纖芯多為石英玻璃，直徑一般為5～75μm，材料主體為二氧化硅，其中摻雜其他微量元素，以提高纖芯的折射率。包層直徑很小，一般約為100～200μm，其材料主體也為二氧化硅，但折射率略低於纖芯。
塗覆層的材料一般為硅酮或丙烯酸鹽，主要用於隔離雜光。護套的材料一般為尼龍或其他有機材料，用於提高光纖的機械強度，保護光纖。一般，沒有塗覆層和護套的光纖，則稱為裸纖。
光纖的種類很多，從不同的角度出發，有不同的分類。一般，有以下四種分類：
①按光纖材料可分七種：石英系光纖；多組分玻璃光纖；氟化物光纖；塑料光纖；液芯光纖；晶體光纖；紅外材料光纖等。
②按傳輸模式多少可分二類：單模光纖與多模光纖。
③按光纖工作波長可分三種：0.8～0.9μm的短波長光纖；1～1.7μm的長波長光纖；2μm以上的超長波長光纖。
④按光纖橫截面上折射率的分布可分二類：階躍型(突變型)光纖；梯度型(自聚焦或漸變型)光纖。
階躍光纖及其纖芯折射率徑向分布函數如下圖(a)所示，在纖芯和包層兩種介質內部，折射率均勻分布，即n1、n2均為常數，因此在纖芯與包層的分界處折射率產生階躍變化。

梯度光纖的纖芯折射率沿徑向呈非線性規律遞減，故亦稱漸變折射率光纖。圖(b)為一種常見的梯度光纖及其折射率徑向分布函數。
2．光纖端面處理技術
在光纖的各種應用中，光纖端面處理是一種最基本的技術，光纖端面處理的形式可分為兩種：平面光纖頭與微透鏡光纖頭。前者多用於各種無源器件以及光纖的連接與接續；後者多用於光纖和各種光源探測器件之間的耦合。光纖端面處理的基本步驟是：
(1)塗覆層剝除
在制備光纖頭之前，首先要剝除一段光纖的套塑層與預塗覆層(約20～30mm長)，使光纖頭與刀口之間成一小角度，用左手拇指將光纖頭壓到刀口上，右手拉動光纖即可剝除套塑層。另外一種方法是將光纖頭在塑料溶劑中浸泡幾分鍾，然後用脫脂棉擦除套塑層。
預塗覆層的剝除也可採用類似的方法進行。在剝除套塑層和預塗覆層之後，要用脫脂棉沾乙醇/乙醚混合液將光纖頭清洗干凈，才能進行下一步光纖頭的處理。
(2)光纖頭制備
1)平面光纖頭的制備：
對於平面光纖頭的基本要求是，光纖端面是一個平整的鏡面，且必須與光纖纖軸垂直。因此，將光纖簡單地「一刀兩斷」是不行的，必須根據光纖的材料與品種選擇合適的端面處理技術。對於石英光纖，制備平面光纖頭的常用方法有：加熱法、切割法和研磨法。
加熱法是一種最原始也是最簡單的方法，同時在一般情形下也是行之有效的，且尤為適合於100μm以上直徑的粗光纖。這種方法依據的原理是，光纖受局部加熱產生的應力突變會使其沿直徑方向解理，從而形成所需鏡面。製作時，首先將已剝除套塑層和預塗覆層的裸光纖頭在電弧(或其他熱源如酒精燈)下均勻加熱，然後迅速用鑷子(或相當的工具)夾住光纖端部彎曲折斷即可。利用此方法制備光纖頭的成功率一般較低，需要有相當的經驗才能獲得滿意的結果。
切割法是利用鑽石或金剛石特製的光纖切斷刀，先在光纖側表面垂直與纖軸輕輕刻一小口，然後施加彎曲應力拉動光纖使其折斷。利用這種方法制備平面光纖頭的成功率一般較高，稍加訓練即可獲得滿意的效果。因此，已成為目前最常用的光纖頭處理技術。而且技術人員已利用切割法的原理製成了「光纖切割鉗」，集剝除與切割於一體，使用十分方便。
研磨法是一種更為精密的光纖端面制備技術。它不僅可以使光纖端面更為接近於理想鏡面，而且還可以克服「切割法」和「加熱法」不易保證光纖端面與纖軸垂直的缺憾，使光纖端面傾斜角降至幾十秒以下。研磨法涉及極為復雜的光學加工技術，其基本過程為：
①套管加固：將剝除了塗覆層的光纖套入保護套管之中製成光纖插針，以備光學加工。保護套管一般分為內套管、中間過渡套管與外套管三層。內套管採用精密拉制的玻璃毛細管，其內徑與光纖包層直徑相當，外徑與過渡套管內徑相當。過渡套管與外套管一般採用特製的不銹鋼管，對其內外徑幾何尺寸與公差有較苛刻的要求。在每一層套管之間用環氧樹脂膠加固，並需要精密調節對中，以保證光纖與各層套管同軸。但由於調節環節較多，光纖在套管中的角向偏移，仍不可避免。
目前，人們已經採用了一種更為先進的「陶瓷套管」加固技術，利用特殊配方的陶瓷和精密模具成形技術，直接製成內徑125μm，外徑2.8mm的精密套管，消除了在套管中的角向偏移。以這種方法制備的光纖插針，已經問世並獲應用。
②模具加工：已製成的光纖插針，要用合適的模具固定夾持，才能進行光學冷加工。模具的質量是影響光纖端面傾斜度的重要因素。模具材料的硬度，要與光纖材料相匹配。夾持機構，要保證插針與模具盤研磨面垂直，並便於安裝和拆卸。
③研磨拋光：一般，可以採用常規的光學冷加工技術，對光纖端面進行研磨與拋光，使之成為完美的鏡面。在加工過程中，要隨時檢測光纖端面的垂直度，以獲得最小的端面傾斜角。
2)微透鏡光纖頭的制備：
所謂微透鏡光纖頭是指在光纖端部製作一微透鏡，以提高光纖接收光源功率，或使光纖輸出光功率更有效地會聚於光探器的光敏面上。微透鏡制備方法可分為兩種：燒球和點球。
①燒球是對已制備好的平整光纖面進行加熱(用電弧放電或其他方法)，使端部軟化，並成為一個半球形微透鏡。在加熱過程中，往復移動加熱源和改變加熱溫度，可以獲得不同曲率半徑的透鏡。
②點球是將已制備好的平整光纖端面浸入熔融的石英玻璃或光學環氧樹脂之中點蘸一微透鏡。通過控制浸入深度與提升速度，可獲得不同形狀的微透鏡。通過改變微透鏡材料，還可獲得不同的透鏡折射率，以適應不同場合光纖耦合的需要。
為了進一步提高光纖微透鏡的耦合效率，還可將光纖頭先拉製成錐形，然後再在錐端部製作微透鏡。這樣，可使得透鏡的曲率半徑大為減小，會聚能力大大提高。光纖拉錐的方法有三種：
第一種是磨消法，採用特殊的加工工藝將光纖的包層磨削成椎體，使錐端直徑等於或略大於纖芯直徑。
第二種是腐蝕法，將光纖頭浸入氫氟酸(或其他酸性溶劑)之中，由於腐蝕作用會使光纖頭成為尖錐形狀，然後對錐端進行切割處理。
第三種是加熱拉錐法，利用電弧放電加熱光纖，同時向兩側拉動光纖直至斷開，即可形成錐形光纖頭。後一種方法中，光纖的纖芯也會隨包層一起變細成為椎體，從而使得在其中傳播的光波場分布及傳播特性發生改變。
不同參數的光纖微透鏡，其耦合效率有很大的差異。應精心設計光纖錐長和微透鏡曲率半徑，以提高耦合效率。此外，光纖微透鏡的反饋作用對半導體激光器(LD)的不利影響也是一個應考慮的重要因素。往往耦合效率高的透鏡，其光反饋也強，因此在兩者之間要進行合理的選擇。
(3)光纖頭質量的檢驗
光纖微透鏡質量的好壞可依據其與LD耦合時損耗的大小來判定。方法是：取一橫模特性好的LD晶元作為光源，首先測試其輸出光功率，記為P1；然後保持該功率恆定不變(通常應對LD施行溫度與功率自動控制)，用微調架調整光纖微透鏡，使其與LD晶元對准，在光纖的輸出端，進行擾模和濾模，以剔除包層模和高階模功率，然後測試光纖輸出光功率，並精心調節使其達到最大，記為P2，則光纖的耦合損耗α(單位為dB)為
α=log(P2/P1)(26-1)
由此可知，α越小，則光纖微透鏡質量越好。檢驗平面光纖端面的最直觀的方法，是向光纖中注入He-Ne激光，觀察由光纖輸出的光斑質量，即可判定光纖端面的質量。一個好的光纖端面，其輸出光斑應是圓對稱的，邊緣清晰，且與光纖軸線方向垂直。如果端面質量不高，則輸出光斑就會發生散射或傾斜。另一種更為精密的方法，是利用高倍率顯微鏡來進行檢驗。首先，正面觀察光纖端面，其表面應均勻，無裂紋，圓周輪廓清晰；然後，側面觀察光纖並轉動光纖，其端部邊緣應整齊，無凹陷或尖劈，且邊緣與纖軸垂直。下圖示出幾種光纖端面檢測圖形。圖中，(a)為平整端面，(b)為端部出現尖劈，(c)為毛糙端面。

3．光纖連接耦合技術
光纖的連接藕合是光纖應用中的實用技術，在此簡要介紹光纖與光纖的連接、光源與光纖的耦合技術。
(1)光纖與光纖的連接
圖看起來是十分簡單的問題，但它十分重要，而且也是不大容易解決的問題。它的重要性體現在，若連接不好，會使接點的損耗增加，並直接影響系統的傳輸距離。它的難度性表現為光纖是介質材料，連接要用特殊的手段，加之光纖芯徑的幾何尺寸很小，因而要求連接時，要有很高的對准精度等。
光纖間的連接分為永久連接和活動連接。永久連接即固定接頭，一般用於線路中光纖與光纖的連接。活動連接使用活動接頭，一般用於機器與線路以及需要經常拆裝的連接。不管是哪一種連接方式，其主要要求是一樣的，即應具有低的損耗。
1)永久連接
永久連接一般分為黏結劑連接和熱熔接兩種方式，都需要V形槽或精密套管，將光纖中心對准後加黏結劑使之固化，或者採用二氧化碳激光器或電弧放電等熱熔光纖對接，即焊接，使之連接起來，如下圖所示。這種接頭損耗可低達0.1dB水平。

工程上用得最多的還是焊接。焊接裝置的簡單原理結構如下圖所示。該裝置是利用電弧放電產生的高溫，將預先對準的光纖纖芯熔化，而使之焊接起來。由於纖芯很細，其操作過程都是在顯微鏡下進行的。

顯然，連接焊點的好壞，直接決定連接的損耗。如焊接點的芯徑失配，折射率分布失配，同心度不良以及橫向錯位，軸向角偏差，以及端面的污染等，都可能使接點損耗增加。總之，不能出現下圖所示的任何一種連接偏差。其中，圖(a)，(b)，(f)，(g)所示的連接偏差，對插入損耗影響最大。因此，固定焊接時，要求很高的幾何精度和工藝水平。一般情況下，這種接頭損耗可低達0.1dB水平。

2)活動連接
活動連接主要用於儀器與線路，以及需要經常拆裝的連接方便。光纖活動連接器的類型也很多，主要有單芯、雙芯、多芯束狀和單模、多模的光纖連接器等。若不考慮特殊設計，它們都包含有下列幾個基本構件：插針體、用鎖裝置、後殼、壓接套管和保護套。市場上可見到的連接器類型有十多種，僅單模光纖連接器就有直接接觸型(PC型)、平面對接型(FC型)、矩形型(SC型)以及ST型等。一般，活動連接的平均損耗在0.25dB±0.1dB，最大損耗在0.5dB左右。
(2)光纖的光耦合
光纖的光耦合即光源與光纖的耦合，它是指把光源發出的光功率最大限度地輸送進光纖中去。這是一個比較復雜的問題，涉及光源發出的光功率的空間分布、光源發光面積、光纖的收光特性和傳輸特性等。下面僅介紹一些耦合方法及其實用性評價。
1)直接耦合
所謂直接耦合，就是把一根端面的光纖直接靠近光源發光面放置，如下圖所示。在光纖確定的情況下，耦合效率與光源種類關系密切。如果光源是半導體激光器，因其發光面積比光纖端面面積還小，只要光源與光纖面靠得足夠近，激光所發出的光都能照射到光纖端面上。考慮到光源光束的發散角和光纖接收角的不匹配程度，一般耦合效率大約為20%。

如果光源是發光二極體，情況更嚴重，因為發光二極體的發散角更大，其耦合效率基本上由光纖的收光角決定，即
η=P/P0=(NA)2 (26-2)
例如，NA=0.14，則η=2%。為提高耦合效率，一種方法是在光源和光纖端面之間插入一塊透鏡，稱為透鏡耦合。
2)透鏡耦合
透鏡耦合方法能否提高效率?回答是可能提高，也可能不提高。這裡面有一個耦合效率准則的概念。由幾何光學定理可知，對於朗伯型光源(如發光二極體)，不管中間加什麼樣的系統，它的耦合效率不會超過一個極大值，即
ηmax=Sf/Se·(NA)2 (26-3)
式(26-3)表明，當發光面積Se大於光纖接收面積Sf時，加任何光學系統都沒有用，最大耦合效率可以用直接耦合的辦法得到。當發光面積Se小於光纖接收面積Sf時，加上光學系統是有用的，可以提高耦合效率，而且發光面積越小，耦合效率提高越多，在這個准則下，有如下一些透鏡耦合方式。
，①光纖端面球透鏡耦合：加透鏡最簡單的方法是將光纖端面做成一個半球形，使它起到短焦距透鏡作用，如下圖所示。

從圖可見，端面球透鏡的作用是提高光纖的等效收光角，因而使耦合效率提高。這種耦合方法對突變型光纖效果很好，對折射率漸變型光纖則差一些。
②柱透鏡耦合：半導體激光器所發出的光在空間是不對稱的，在平行於PN結方向上光束比較集中(2θ∥為5°～6°)，在垂直於PN結方向上發散較大(2θ⊥為40°～60°)，所以直接耦合時效率不高。利用圓柱透鏡可以使耦合效率有很大的提高，其裝置如下圖所示。

詳細研究表明，當柱透鏡半徑R與光纖半徑相同，激光器位於光軸上，且鏡面位於z=0.3R時，可得到最大的耦合效率，約50%左右；如果激光器的位置在軸向上有偏離，則耦合效率明顯下降。也就是說，這種耦合方式對激光器、圓柱透鏡及光纖的相對位置的精確性要求很高。
③凸透鏡耦合：將光源放在凸透鏡的焦點上，使光變成平行光，然後再用另一個凸透鏡將此平行光聚焦到光纖端面上，如下圖所示。這種耦合器由兩部分組成，每一部分各含一個凸透鏡。因為是平行光，連接部分要求不高，調整、組裝等都比較容易，使用比較方便。其耦合效率一般在5%左右。

④自聚焦光纖：用一段長為LT/4的自聚焦光纖代替圖(b)中的凸透鏡，也可構成耦合器，一般是將光纖與自聚焦透鏡膠合在一起，平行光進入自聚焦透鏡，經聚焦全部進入光纖，如下圖所示。這種耦合形式結構緊湊，穩定可靠，是較好的耦合形式。其耦合效率一般為50%左右。

⑤圓錐形透鏡耦合：將光纖前端用腐蝕的辦法做成如下圖(a)所示的逐漸縮小的圓錐形，或者用燒熔拉細的辦法做成如圖(b)所示的圓錐形，前端半徑為a1，光纖自身半徑an，當光從前端以θ'c角入射進光纖，經折射後以γ1角射向界面A點，如圖(c)所示。因界面為斜面，所以γ2γ1，如果錐面坡度不大，近似關系為
sinγn-1/sinγn=an/an-1 (26-4)

可以證明，有圓錐時光纖的接收角θ'c與端面光纖的接收角θc之間的關系為
sinθ'c/sinθc=an/a1 (26-5)
式(26-5)表明，有圓錐透鏡的光纖的數值孔徑是平端光纖的an/a1倍。只要前端面直徑2a1比光源面積大，這種耦合效率可高達90%以上。
3)光纖全息耦合
由於光纖全息片可以將光的波前互相變換，因此可以用來作為一種光纖耦合器。全息耦合器的製法如下圖(a)所示，經光纖的發散光束作為物光束，直射光束作為參考光束，用重鉻酸明膠或乳化銀照相膠片作為全息記錄介質。這個全息片就是一個光纖耦合器，如圖(b)所示，使用時要求與記錄全息圖時的參考光相共軛的激光束照射，會聚光束被再現，並耦合進光纖中去。原則上講，這種耦合方法的耦合效率是非常高的。而實際上由於全息片的衰減，這種耦合方式的實際耦合效率與透鏡相比並不優越。不過，它的最大優點是，可以作為多功能的光學元件來應用。

下圖所示為使用全息耦合器件的光纖感測系統。在圖(a)中，H1起兩個透鏡和一個分束器作用，H2則起兩個透鏡和一個合光器作用；圖(b)中，H起兩個透鏡、分光鏡、合光鏡作用。顯然，應用全息耦合器可使常規光纖感測器系統大為簡化。

4．光纖的分光與合光耦合器
當光纖線路需要分路、合路以及多路之間發生耦合，如光纖干涉儀中需要將光束由一支變為兩支或兩支變為一支時，就需要使用光纖分光與合光耦合器。顯然，這種光纖分光器與合光器的出現，有助於光學系統的集成化。下圖所示為近期出現的一些光纖分光器、合光器。因為這種元器件是可逆的，所以圖中只給出了一種光行進方向。也就是說，一個分光器反過來使用就是合光器。如圖(a)，(b)所示為光束聚集型，合光損耗在3dB左右；圖(c)，(d)所示為半透半反型，損耗在3.7dB左右；如圖(e)，(f)所示為波導耦合型，損耗在5dB左右；如圖(g)所示為分布耦合型，損耗在3.7dB左右；如圖(h)，(i)所示為部分反射型，損耗在4.7dB。

下面具體介紹一下常用的典型的光纖分光與合光的T形和X形結構的定向耦合器。T形常用於兩條光路，分光與合光的場合，X形則用於兩條以上的光路之間需要發生耦合的情況。
①一種T形耦合器的方案如下圖所示。該方案由棱鏡組成，並且有如下的功能：當光線從1埠入射時，2，3埠按一定比例輸出光功率，因此可用作光的分路器；反之，當從2，3埠入射光線時，從1埠得到合成的光功率輸出，因此可作為合路器使用。2，3埠之間是相互隔離的。

產生上述功能的原理十分簡單，從1埠入射的光線，經過透鏡後變成平行光束，垂直入射到棱鏡的斜面上，該面上鍍有一層厚分光模。當平行光束照射到膜上時，一部分光能通過膜層進入3埠，另一部分光能經膜層反射到2埠。控制鍍膜層的厚度，可實現2，3埠光能輸出的不同分配比例。其他功能可根據棱鏡的透、反射作用去理解。
T形耦合器的主要指標有：
插入損耗：T形耦合器的插入損耗(單位dB)定義為
(26-6)
式中，P1，P2，P3分別為第1，2，3埠的輸入或輸出光功率。
插入損耗的量級，目前國內產品可做到1.5～3dB，好的可以做到1dB以下。
分光比：定義為：
N0=P2:P3
一般可做到1:1，1:10或其他比例。
隔離度：定義為：
(26-7)式中，P2in為2埠輸入的光功率；P3o為3埠輸出的光功率。
除棱鏡結構的T形耦合器以外，還有其他不同的形式，如光纖拼接式就是一種。該種形式的結構十分簡單，如下圖所示，它是將兩根光纖的纖芯各磨去一部分，然後拼接起來，即可完成和棱鏡型耦合器一樣的功能。控制研磨的厚度和拼接的長度，可以控制2，3埠輸出光功率的比例。

②X形光纖定向耦合器，最常見的是由雙椎形椎體構成。如下圖所示的兩根光纖，在火焰的燒灼下扭轉，最後熔成雙椎體區，在此區域內，兩根纖芯緊密的熔合在一起，從而能夠產生光場之間的耦合。X形耦合器分光功率輸入端(如1，2端)和耦合輸出端(3，4端)，且輸入端是相互隔離的。當從輸入端之一輸入光功率時，在所有輸出端可以得到一定比例的光功率輸出。

X形耦合器有和T形耦合器一樣的指標，如插入損耗為
A=10lg或A=10lg (26-8)
分光比為
N1=或N2= (26-9)
隔離度為
C12=10lg或C21=10lg (26-10)
雙椎體形耦合器指標的量級和T形耦合器的差不多，這里不再重述。
x形耦合器的埠數，可以多於4端。下圖所示的是四根光纖構成的4×4端定向耦合器。目前國內已有8×8端和16×16端的產品出售，可用於光纖網路的多終端系統中。

⑨ 如何確定選用多模光纜和單模光纜

根據光纜的傳輸類型可以分為：單模和多模光纜。

• 單模光纖的特點：回
  

只傳輸一種模式,衰減答小,傳輸距離長,適用於長距離傳輸的長途干線光纜和海底光纜等.

• 多模光纖的特點：
  

多模光纖可傳輸多種模式,衰減大,傳輸距離短,適用於短距離傳輸。

• 多模光纖的特性：

多模的應用范圍不算廣泛，現在大部分工程的應用全是單模的光纜，所以不用考慮單模多模的問題了，因為單模可以代替多模做傳輸，傳輸距離遠而且價格便宜。

⑩ 如何解決裸光纖烘烤後出現的亮點及裂纖問題

亮點我很少遇到，可能是研磨的時候有問題，不過裂纖我可以給你明確的回答了，一般多芯會出現裂纖的情況，主要是因為溫度變化太快導致的，建議你增加保溫冷卻時間。