衰减器培训投影片(PPT)

光纖衰減器功能屬性

(Fiber Optical Attenuator)?功能:

致光信號衰減,使光信號調節在光接收器動態範圍內,以確保光信號傳輸正確性之光被動元件.

?分類:(以衰減值型式)

–固定值衰減器(Fixed Attenuator)

–可變值衰減器(Variable Attenuator)

?連續式(Continuously): 0.5~30dB.

?階段式(Discretely): <5dB interval.

光纖衰減器分類方式

(Fiber Optical Attenuator)

?分類:(以結構型式)

–引線式(In-Line type)

?將衰減器包裝在光纖引線中間,兩端再組裝不同

型式連接器稱之.

ATTENUATOR

–接頭式(Adaptor type)

?依兩端是插頭(Plug;Male)或插座(Receptacle;Female)

分為公對母(M/F);母對母(F/F);公對公(M/M)三種,

兩端亦可依不同插頭或插座型式設計稱之.

光纖衰減器製作原理

---插座式固定值光纖衰減器---

?光吸收原理:

–濾光片式光纖衰減器

?利用一片固定光吸收率的濾光片以浮動設計原理

置於光學基準面上,兩端以Ferrule接觸方式進行.

–反射損失過大(約-17dB)

–濾光片需具抗壓強度(800~1200gf)

?MoT(Sleeve)

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光纖衰減器製作原理

---插座式固定值光纖衰減器---

?光發散原理:

–塑膠片式光纖衰減器

?利用不同厚度造成光斑大小不同的塑膠片置於光

學基準面上,兩端以Ferrule接觸方式進行.

?塑膠片折射率約1.46(接近光纖Core的折射率).

?機械基準面隨塑膠片厚度變化而不同.

–反射損失過大(約-30dB)

–零件共通性差(零件尺寸隨衰減值變化而不同)

–塑膠片需具抗壓強度(800~1200gf)

---引線式固定值光纖衰減器---

?光吸收原理:

(Depositing Light Attenuating/Coating on Fiber Tip)–鍍膜式光纖衰減器

?直接於光纖端面鍍上吸收膜,再與另一光纖焊接.

–端面鍍有吸收膜之光纖與光纖不易焊接(材質不同)

–反射損失大(約-20dB)

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---引線式固定值光纖衰減器---

?光發散原理:

(Forming a Pure Silica Fusion Splice between Fibers)–光發散式光纖衰減器

?在兩光纖間焊接上一小段純玻璃絲,可依衰減量

選擇長度不同(0.1~1.5mm),藉由軸向的推擠或拉

伸來微調衰減量.

–玻璃絲接近光纖纖核折射率→R.L.低(約-30dB以上)

–製程上需較熟練技術–衰減量精度不高

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---引線式固定值光纖衰減器---

?光發散原理:(Angled Longitudinal offset)

–軸向分離式光纖衰減器

?將兩光纖端面沿軸向分開一小段距離,設計成軸

向分離式(Longitudinal offset)光衰減器.

–設計製造簡單.

–反射損失高→須將光纖端面切割或研磨成8~15度斜角.

–需相關技術及設備.

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---引線式固定值光纖衰減器---?光散射損耗原理:(Creating Fine Cracking)

–散射式光纖衰減器

?利用對光纖加熱,在其未冷卻前藉由光纖夾緊機

構對光纖施以扭力或拉力,使加熱區產生細微裂

痕(crack),使光在此區產生散射損耗.

–極需熟練之技術

光纖

裂痕(crack)

火源

---引線式固定值光纖衰減器---

?光耦合損耗原理:(Offset Fusion)

–徑向分離式光纖衰減器

?將兩端面平整光纖在熔接機上先徑向錯開分離

(5~60m m),然後放電熔接,同時觀察衰減量,並移動

光纖夾緊機構進行微調,以達預定之衰減值.

–光纖端面需平整

–此製作方式需極為熟練技術

5~60m m

---引線式固定值光纖衰減器---

?光耦合損耗原理:(Overlapping Fusion)

–重疊熔接式光纖衰減器

?將兩光纖重疊熔接,在同一部位持續加熱,利用表

面張力迫使纖核相互靠近,持續加熱使耦合損耗

由高到低變化,達預定衰減值後停止加熱.

–光纖端面不需平整

–衰減值精度較高,可由電腦控制製程

–針對單模態衰減器需較高技術

光纖衰減器耦合原理

---引線式固定值光纖衰減器---

光輻射損耗原理:(Tapping Fiber)

–在光纖熔接機上放電加熱光纖的同時加以拉

力,由於電弧加熱區很短,對光纖施加拉力的

結果使光纖產生短距離的頸縮,以產生模場的輻射損耗.

–衰減值可由電腦控制製程,實施自動化製程

–頸縮部位脆弱,導致封裝作業困難

---引線式固定值光纖衰減器---

光輻射損耗原理:

(Diffuse Core Material into Cladding)

–將光纖某一小段加熱使纖核(core)上參雜元

素擴散至纖殼(cladding)上;即降低纖核與纖

殼間之折射率差,以使模場擴展以產生輻射損耗.

---引線式固定值光纖衰減器---

光輻射損耗原理:

(Reducing Cladding Diameter)

–將光纖的中段纖殼(Cladding)以氫氟酸均勻

地腐蝕掉,使腐蝕的部份纖殼直徑減少,以產

生輻射損耗.

–腐蝕後光纖強度比tapping fiber脆弱而易斷裂,導致封裝

作業困難.

–腐蝕源為劇毒物質,環境安全要求高.

光纖衰減器製作系統架構

(Fiber Optical Attenuator)

?系統架構概述:

–以光纖耦合機火口加熱光纖,使光纖模場變化,並由光功率計量測衰減值以調整達預定值.

?可與電腦連線達自動化量產目的.

?M.M./S.M.光纖傳遞模式相異:

→S.M. 較M.M.光纖衰減器複雜,且火侯控制不易.

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光纖衰減器製作流程(Fiber Optical Attenuator)

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---光源架設---

?光源架設:

–以裸光纖插座或引線將光纖與光源相連接.

?先將大於1KM光纖一端約15~20mm披覆去除拭淨,以切割器

將端面切平整,切平後之裸光纖約10mm.

?將已處理之裸光纖插入裸光纖插座內,並露出0.5mm後,以膠

帶清潔光纖端面.

?連接光源,必要時可將另一端與PM連接,透過BFA以調整光

纖使其在適當位置.

(Fiber Optical Attenuator)

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---光纖的處理與固定---

?啟始功率量測

–光源架設完畢待幾分鐘後(使機器不穩定度

去除)紀錄功率計上之讀值,極為啟始功率.?光纖的處理與固定

–從光功率計一端取所需之長度,去披覆後將光纖固定於治具上,再將光纖切斷(齊平),將夾

具往內縮,使披覆部分重疊.

---光纖熔合與光功率量測---

光纖熔合與光功率量測

–當光纖重疊的位置固定後,加熱使兩光纖熔合,此時可見光功率計上顯示有光量進入,繼續加

熱直至光功率計上所顯示之值與起始值比較

後,為預定之衰減值為止,即完成衰減器本體.

(Fiber Optical Attenuator)

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