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光纖光纜

光纖結構和接頭類型簡介

Julie 來源:Newport2016-03-12 我要評論(0 )   

光纖的典型結構是多層同軸圓柱體,由纖芯、包層和涂覆層三部分組成。纖芯的折射率比包層稍高,從而讓光線在纖芯內全反射向前傳輸。常用的涂覆層材料主要有丙烯酸樹脂,...

      光纖的典型結構是多層同軸圓柱體,由纖芯、包層和涂覆層三部分組成。纖芯的折射率比包層稍高,從而讓光線在纖芯內全反射向前傳輸。常用的涂覆層材料主要有丙烯酸樹脂,能提供較好的機械強度,保護裸光纖表面免受機械損傷。

 

圖1 典型光纖結構圖(單模光纖,纖芯直徑~ 9 um,包層直徑~ 125 um)

 

 光纖具有多種接頭類型,適用于不同的領域。常見的接頭類型包括SMA,ST,FC,SC和LC,詳細介紹如下。

 

SMA型光纖接頭

SMA是Sub Miniature A的縮寫,插芯直徑3.14 mm。由不銹鋼結構和低精度螺紋組成,這種連接頭主要用于大功率激光光束與大纖芯多模光纖耦合,適用于醫學、生物醫學和工業應用中的激光光束傳輸系統。SMA接頭典型插入損耗大于1 dB。

 

ST型光纖接頭

ST是Straight Tip的縮寫,插芯直徑2.5 mm。ST接頭廣泛應用于室外和室內光纖局域網。高精度、陶瓷插芯使其同時適用于多模和單模光纖。螺絲扣耦合方式(推動并旋轉鎖緊接頭)可防止耦合過緊從而破壞光纖端面。ST接頭插入損耗小于0.5 dB,通常為0.3 dB。

 

FC型光纖接頭

FC 是Ferrule Connector的縮寫,插芯直徑2.5 mm。FC光纖接頭最早由日本NTT研制,主要用于光纖設備、單模光纖器件和高速光纖通信連接裝置。這種高精度陶瓷插芯光纖接頭有一個防旋轉鍵,降低旋轉調節自由度,減少光纖端面損傷。FC接頭光纖端面對微塵比較敏感,而且容易產生菲涅爾反射,回波損耗大。之后改進了端面插針處理方式,使得插入損耗和回波損耗性能有了較大改善。這個光纖接頭也有多模版本。FC光纖接頭典型的插入損耗大約為0.3 dB。

 

SC型光纖接頭

SC是Subscriber Connector的縮寫,插芯直徑2.5 mm。SC光纖接頭由日本NTT研制,在單模光纖通訊和模擬有線電視等領域中應用廣泛。高精度陶瓷插芯結構便于光纖準直。光纖接頭外部成矩形結構,采用耐高溫、不易氧化的工程塑料制備。緊固方式為插拔銷栓式,不需要旋轉。此類光纖接頭安裝密度高。SC光纖接頭典型的插入損耗大約為0.3 dB。

 

LC型光纖接頭

LC是Lucent Connector的縮寫,插芯直徑1.25 mm。LC光纖接頭是貝爾研究所研制出來的,采用模塊化插孔栓,插芯直徑是普通FC和SC尺寸的一半,可以提高光纖配線架中光纖接頭的密度。

圖2 光纖接頭(從左到右依次為SMA、ST、FC和SC光纖接頭)

 

 

光纖接頭端面處理

 

圖3 光纖端面

 

 

光纖接頭一旦確認,接頭端面質量將決定其回波損耗,也稱背向反射。背向反射是指有多少比例的光被連接器接頭的端面反射,背向反射越小越好。最小化背向反射在高速和模擬光纖連接應用中具有十分重要的意義。光纖端面處理方式主要有PC、SPC/UPC和APC。

 

PC是Physical Contact的縮寫,這種拋光方式形成微凸型光纖端面。當進行光纖連接時,可在端面間形成緊密接觸,消除了光纖-空氣界面,背向反射約-30 dB ~ -40 dB。在大部分應用中,PC拋光是最受歡迎的接頭端面處理方式。

 

SPC/UPC是Super Physical Contact /Ultra Physical Contact的縮寫,相比PC端面處理方式,延長了端面拋光周期,提高了光纖端面質量,背向反射分別為-40 ~ -55 dB和<-55 dB。這兩種拋光方式用于高速、數字光纖傳輸系統。

 

APC是Angled Physical Contact的縮寫,光纖微球型端面與陶瓷體端面成8°斜角,減少反射這種端面研磨方式背向反射小于-60 dB。

 

不同的接頭原則上不能混接,但PC、SPC和UPC的光纖端面都是平面的,差別在于端面拋光質量,所以PC、SPC和UPC混接不至于對接頭形成永久性的物理損傷。APC則不同,它的端面成8°斜角,如果直接用法蘭盤將APC與PC混接,就會損壞接頭的光纖端面。它們之間必須通過PC到APC轉換的光纖跳線連接。

 

在尾纖接頭標注中我們常看到FC/PC、FC/APC等:

“/”前面表示尾纖的接頭型號;

“/”后面表示光纖界面處理方式。

 

圖4 光纖接頭(FC/PC光纖)

 

 

目前Newport能夠提供多種光纖,包括單模、多模光纖,保偏光纖,光子晶體光纖,波長覆蓋紫外到近紅外波段,并且提供接頭定制化服務。

 

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