光纤连接器

2021-03-15 17:53:43 浏览:319

定义

用于连接光纤电缆终端的连接器。

光纤连接器用在光纤电缆的终端是为了实现光纤耦合器件之间的连接(一种可移除的光纤接头)。它的功能与电子连接器类似。

通常连接器组件包含一个连接器和两个连接器插头,其中每根光纤插入到一个连接器插头中。将光纤插入连接器插头的过程比大多数电子连接方法更加精细:

  • 首先,需要使用光纤切割刀得到干净的光纤端面。必须保证光纤截面的指向是准确的,即端面垂直于光纤轴或者与其具有特定的角度。这可以采用显微镜检查;
  • 然后将光纤端口小心的插入连接器插头中。光纤的位置需要非常准确,并且在这一过程中不能破坏光纤的端面。根据采用的光学连接器的类型,需要的后续的过程也是不同的,通常包括清洁插头和抛光光纤尖头。大部分连接器需要采用胶水或其它粘合剂来固定光纤;
  • 如果用到很灵敏的系统中,需要测量插入损耗和回波损耗,否则会对后面的装置产生影响。

这些终端套件通常用在工业中,但是采用合适的装置也可以在野外使用,当然需要相对干净的环境。

尽管光纤连接器可以保护插进去的光纤,这种保护作用并不完全,例如,不防潮。因此,连接器需要放置在防护壳中。密封外罩可以防潮和阻止脏东西,还可以阻止热扩散(例如,连接器在供功率工作时的损耗)。当连接器不插入装置中时通常会盖上防尘帽。

光纤连接器的特性

在选择光纤连接器时需要考虑以下特性:

1、在插入状态时连接器需要具有较低的损耗。用分贝来衡量耦合损耗。称为衰减或者插入损耗。测量是根据IEC标准61753-1中的定义。插入损耗的典型值为0.5 dB。如果将同一个连接器反复插入和拔出,其插入损耗变化很大(重复性不好)。

2、用在敏感的系统中时,反射损耗(等于回波损耗)需要考虑,即在端面反射光产生的衰减;它越大越好。很容易得到大于20 dB的值,有些连接器甚至能高于50 dB。

需要注意的是,插入损耗通常比只考虑回波损耗要大的多,尤其是光纤连接器具有倾斜光纤端面时,这时反射光不会返回到光纤纤芯中。还要注意的是,连接光纤之间很小的空间间隙也会产生反射:间隙宽度远小于波长时,两表面的菲涅尔反射会相互抵消。

理论上来说,可以在光纤端面制备抗反射涂层来抑制反射,但是实际中不常用,因为涂层很脆弱,并且制备涂层也需要额外的工作。

3、正常情况下,光纤连接器不会不连接或者重复连接,但是有些情况下在连接器寿命之内需要连接多次。很难实现几千次的插拔次数,因为光纤端口的接触面需要很精准和干净。

4、有时需要考虑连接光纤的难易程度和稳定性,尤其是在野外。环境因素的灵敏度,例如干净程度和振动发生变化的情况,需要的装置与连接器类型有关。

5、有些情况下,需要考虑功率处理能力。

6、多光纤连接器可以连接多根光纤。

7、当中等尺寸的装置中需要多个连接器时,连接器的尺寸是需要考虑的。

光纤连接器类型

常见的光学连接器为ST,FC,SC和LC类型,它们也包含很多型号。下面给出一个简单的综述:

ST连接器

ST连接器是光纤链路中最常用的连接器,采用多模光纤,也通常用在建筑物内。光纤放置在比较长的圆柱键控套圈(通常是陶瓷的)中,与光纤端口之间紧密接触(物理接触)。ST连接器包含一个弹簧式卡口。

FC连接器

FC连接器(固定连接器)是一种常见的单模光纤连接器。它包含一个直径为2.5mm的浮箍,光纤插入到其中(但是有划伤光纤端口的危险)。在接触时它能提供很高的机械隔离,因此可用于高振动环境中,但是需要小心使用,插入光纤时需要对准套圈中心。尤其是对于倾斜光纤端口和保偏光纤非常重要。但是存在两种不通用的型号,其套圈宽度分别为2 mm(R型)和2.14 mm(N型)。

标准型号FC/PC是指与稍圆形光纤端面有标准物理接触;光纤尖头在插入套管后需要抛光。套管是弹簧式的,当连接器插入后能提供特定的接触力。在FC/SPC和FC/UPC中需要高质量的光纤尖头抛光(S指超级的,U指附加的)。这会引起更高的回波损耗和更低的插入损耗。

FC/APC连接器采用倾斜光纤端面为了得到高的回波损耗(即使在非连接状态),但是这同时也会提高插入损耗。当然,很难制作可控制倾斜角的光纤端面,两倾斜光纤插进去之后需要调节使端面对齐。

FC连接器通常连接单模光纤,包括保偏光纤,但是它正逐渐被SC和LC连接器取代。

SC连接器

SC连接器(用户连接器)是一种通用连接器,是单模光纤的推拉式管理单元。光纤位于陶瓷套管内,其取向可以控制。矩形的连接器得到确定的取向。管理单元机制比FC连接器更易于操作。

SC连接器在网络应用中逐年增加,尤其是单模光纤。它也存在双工型号。

LC连接器

LC连接器,通常很小,属于一种小封装连接器(SFF连接器)。它包含的套管直径只有1.25 mm。也用于连接单模光纤。也存在双工型号。

光纤连接器的应用

由于光纤光学大量应用于光纤通信中,因此需要用到许多光纤连接器,例如,电话公司的电话总机中,网际网络主干中或者光纤入户装置中。

实验室也会用到包含连接器的光学电缆,例如,将光传播到诊断仪器中,包括光纤功率计和光谱仪。在一些复杂的装置中,例如锁模光纤激光器中,不常用光纤连接器,主要是因为即使存在很小的回波损耗时也有很多有害效应。这里采用机械铰接和熔接更好。

多模光纤连接器通常安装在室外。而单模光纤对允差要求更严格,通常在工厂中应用。在野外,通常将单模连接器熔接到电缆上。(野外安装的单模连接器通常具有更高的损耗。)

参阅:光纤电缆、光纤、光纤光学、光纤接口、光纤入户、光纤准直器

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