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)®MºÞ(Sleeve)Âo¥ú¤ù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)¥ú§l¦¬Áὤ¥úÅÖ¹q·¥´Î---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¯Â¬Á¼þµ·¥úÅÖ---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.±×¨¤8~15«×---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.¥ú·½¥úÅÖ½¢¦X¾÷¥ú¥\²v­p¥úÅÖ°I´î¾¹»s§@¨t²Î¬[ºc¹Ï光纖衰減器製作流程(Fiber Optical Attenuator)¥ú·½¬[³]¥úÅÖ³B²z»P©T©w¥úÅÖº²¦X§@·~¥ú¥\²v¶q´ú«Ê¸Ë§@·~´ú¸Õ§@·~§¹¦¨¥úÅÖ°I´î¾¹»s§@¬yµ{¹Ï---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)¥ú·½¬[³]¥úÅÖ³B²z»P©T©w¥úÅÖº²¦X§@·~¥ú¥\²v¶q´ú«Ê¸Ë§@·~´ú¸Õ§@·~§¹¦¨¥úÅÖ°I´î¾¹»s§@¬yµ{¹Ï---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)¥ú·½¬[³]¥úÅÖ³B²z»P©T©w¥úÅÖº²¦X§@·~¥ú¥\²v¶q´ú«Ê¸Ë§@·~´ú¸Õ§@·~§¹¦¨¥úÅÖ°I´î¾¹»s§@¬yµ{¹Ï---光纖衰減器封裝作業---⏹引線式封裝–裸光纖(Bare Fiber)封裝:⏹將製作完成之衰減器本體之一端穿入熱縮套管,熱縮套管包住光纖所有無披覆的部份,再置入加熱器中使熱縮套管完全熱縮為止.¥úÅÖº²±µ¾÷¥[¼ö¾¹¥úÅÖº²±µ¾÷¥[¼ö¾¹¼öÁY ®M ºÞ---光纖衰減器封裝作業---將已收縮之熱縮套管及光纖穿入金屬管(鋼管),於熱縮套管與鋼管間加上AB 膠,於兩端再加上矽膠,以防止水滲入.(如下示意圖）AB½¦ª¿½¦¼öÁY ®M ºÞ¿ûºÞ»r ¥úÅÖ(Bare Fiber)---光纖衰減器封裝作業---⏹引線式封裝f0.9mm 空心套管(Loose Tube)封裝:⏹將製作完成之衰減器本體之一端穿入熱縮套管,熱縮套管包住光纖所有無披覆的部份,再穿入loose tube中.⏹將loose tube之前端穿入熱縮套管中,再置入加熱器中使熱縮套管完全熱縮為止.»r¥úÅÖ(Bare Fiber)¼öÁY®MºÞf0.9mm Loose Tube---光纖衰減器封裝作業---將完全收縮之熱縮套管與loose tube及光纖穿入鋼管內,於熱縮套管與鋼管間加上AB膠,於兩端再加上矽膠,以防止水滲入.(如下示意圖）»r¥úÅÖ(Bare Fiber)f0.9mm Loose TubeAB½¦---光纖衰減器封裝作業---⏹引線式封裝f2.0mm以上(PVC Jacket)封裝:⏹將製作完成之衰減器本體之一端穿入熱縮套管,熱縮套管包住光纖所有無披覆的部份,再置入加熱器中使熱縮套管完全熱縮為止;再將兩端之光纖分別穿入PVC管中.»r¥úÅÖ(Bare Fiber)PVC Jacket Tube¼öÁY®MºÞ---光纖衰減器封裝作業---⏹再於PVC 管前端約5mm 處以光纖剪刀剪出切口,後將抗張體及PVC 層均勻分佈於熱縮套管上,並塗上AB 膠,再將支持管推入後夾壓.⏹待AB 膠半凝固,再將金屬管套入;於熱縮套管與鋼管間加上AB 膠,於兩端再加上矽膠,以防止水滲入PVC Jacket Tube¼öÁY ®M ºÞ§Ü±i Åé§G ¤Ã¨Ã¤W AB½¦AB½¦ª¿½¦¼öÁY ®M ºÞ¿ûºÞ»r ¥úÅÖ(Bare Fiber)f 0.9mm Loose Tubeä«ùºÞ§Ü±i ÅéPVC Tube---光纖衰減器封裝作業--- 接頭式封裝–以FC/PC插頭式(M/F)之示意圖為例:¼ÐÅÒ22.30mm Min.22.30mm Min.(Fiber Optical Attenuator)¥ú·½¬[³]¥úÅÖ³B²z»P©T©w¥úÅÖº²¦X§@·~¥ú¥\²v¶q´ú«Ê¸Ë§@·~´ú¸Õ§@·~§¹¦¨¥úÅÖ°I´î¾¹»s§@¬yµ{¹Ï---光纖衰減器測試作業---–光學特性測試⏹衰減值量測(Attenuation )⏹反射損失值量測(Return Loss )⏹極化相依損失量測(Polarization Dependent Loss)⏹波長相依損失量測(Wavelength Dependent Loss)–機械特性測試⏹拉伸試驗(Proof test)⏹落下試驗(Impact test)⏹振動試驗(Vibration test)⏹耐久性測試(Durability test)–環境特性測試⏹依據Telcordia GR-910-CORE規範---光纖衰減器測試作業---光學特性量測–(引線式)衰減值量測LDPower MeterAttenuatorFusion SplicingMode Filters (5cm dia.)PiPoLEDPower MeterAttenuatorFusion SplicingPi Po> 1km M.M. Fiber---光纖衰減器測試作業--- 光學特性量測–(插頭式)衰減值量測LS C C PM C C C A A CPo P M P F---光纖衰減器測試作業--- 光學特性量測–(插頭式)反射損失值量測LSC TC C AA TPoP MP F---光纖衰減器測試作業--- 光學特性量測–極化相依損失量測量測–波長相依損失損失量測量測LD PMPSC DUT TLS OSA DUT。