Волоконно-оптические соединители

Разъёмное соединение оптических волокон состоит из трёх частей: двух соединителей и соответствующей им по типу розетки. Соединители вставляются в розетку с противоположных сторон (во встречном направлении) до полного контакта друг с другом и фиксируются. Способ фиксации коннекторов в розетке может быть резьбовым, байонетным, при помощи запорного механизма и определяется его типом.

Волоконноптический соединитель FC/PC

В пластмассовом или металлическом корпусе оптического соединителя (коннектора) встроен наконечник (ferrule), изготовленный из керамики (окиси циркония), имеющей коэффициент теплового расширения близкий по своему значению к коэффициенту теплового расширения стекла из которого производят оптические волокна. Это гарантирует стабильное оптическое соединение в температурном диапазоне от −40 до +80С.

Оптическое волокно фиксируется во внутреннем отверстии наконечника (феррула) при помощи эпоксидного клея или путем механического обжима. После чего, волокно скалывается на определенном расстоянии от торца наконечника и шлифуется. Поскольку торец наконечника имеет округлую форму (с радиусом закругления порядка 10-25 мм для РС и 5-12 мм для АРС — соединителей), конец оптического волокна принимает эту округлую форму в результате процесса шлифовки. Шлифовка торца оптического коннектора — сложный многоэтапный процесс, при котором строго контролируются значимые геометрические параметры, такие как:

Смещение вершины торца (Dome Offset или Apex Offset) — описывает отклонение верхней точки закругленного торца наконечника от продольной оси волокна. Согласно спецификации IEC, допустимо отклонение не более 50 микрон.

Заглубление (Undercut) — показывает насколько глубоко внутрь наконечника зашлифовано само волокно. При оптимальном значении заглубления прижимное усилие равномерно распределяется между волокном и керамическим наконечником. В случае превышения данного параметра — в результате более длительной шлифовки, волокно уходит глубже внутрь наконечника и таким образом теряется физический контакт. Однако, также не желательна и обратная ситуация, когда волокно выступает за пределы торцевой поверхности наконечника вследствие недостаточной продолжительности шлифовки. В этом случае большая часть прижимного усилия (8-12 Ньютон) прикладывается к волокну, что может привести к появлению «эффекта усталости»" эпоксидного клея и вдавливанию волокна внутрь наконечника. Как следствие — катастрофическое возрастание вносимых потерь.

В соединенном состоянии торцы стыкуемых соединителей прижимаются друг к другу с усилием 8-12 Ньютон. Возникающая в керамических наконечниках (феррулах), эластичная деформация приводит к появлению так называемого физического контакта (physical contact — PC) и снижению влияния Френелевского отражения. Тем не менее, световой поток, проходя через место контакта, дважды переходит через границу двух сред с разными показателями преломления: стекло/воздух и воздух/стекло. Таким образом соединение оптических волокон характеризуется двумя показателями:

— Вносимые потери — затухание сигнала на соединении, особенно важно учитывать при соединении одномодовых оптических волокон.

— Возвратные потери (обратное отражение) — это отношение мощности прямого сигнала к обратному (отражение луча в точке контакта оптических волокон). Необходимо максимально снижать его значение, так как любое отражение приводит к сбоям в работе высокоскоростных цифровых систем передачи.