光纤及研磨工艺(1)
光纤端面的研磨方法总则
光纤端面的研磨方法总则光纤是光通信中最基本及最重要的一个组成部份,光纤一词是光导纤维的简称。
光纤的主要材料是石英玻璃,所以事实上光纤是一种比人的头发稍粗的玻璃丝。
一般通信光纤是由纤芯和包层两部份组成而外径为125um至140um。
在讨论光纤端面研磨中,不可不提光纤的损耗。
在光信号通过光纤端面传送中,由于折射或某一些原因,会使光能量衰减了一部份,这就是光纤的传输损耗。
所以光纤端面研磨的效果就显得非常重要了。
而成熟的研磨工艺及优良的研磨系统设备是达到优质研磨效果不可或缺的因素。
以下本文将以研磨优质光纤连接器端面作为讨论的重心。
而本文主旨主要在于分享我们在光纤连接器端面研磨方面的实际经验,而不在于艰涩的理论性的探讨。
简介在光纤跳线生产工艺中,主要可分为三部份。
1、光缆与连接器散件的组装;2、端面研磨3、检查及测试。
而其中以研磨及测试部份对生产优质光纤端面的影响最大。
故厂商往往都非常重视这部份的运作。
而本文亦会集中讨论这部份的工艺。
生产光纤跳线,要达到最佳效果,其中包括了8个要素:1、使用正确的工具及组装程序;2、使用高质素的光纤连接器散件;3、稳定的研磨机器;4、优质的研磨砂纸;5、正确的操作程序;6、精确及可靠的测试仪器;7、有责任感与富有经验的操作员;8、整洁及无尘的工作环境。
生产优质光纤跳线之要素1、使用正确的工具及组装程序--所有的组装程序都必须采用合适的工具, 如脱皮钳,烘炉,针筒及胶水……等等，需要选择专为生产光纤跳线而设计的产品,故千万不能随便使用一般性的工具。
另外,熟练而正确的组装方法,也是不能忽略的一点。
2、使用高质素的光纤连接器散件--高素质的连接器散件也能间接使问题减少，从而更易达到优质的研磨效果。
3、稳定的研磨机--研磨机(Polishing Machine)可说是生产光纤跳线的核心部份,在生产过程中相当大比例的品质问题,都间接或直接与研磨机的稳定性有关。
可见研磨机在光纤跳线中的重要性,本文在“研磨机”一节中会作更详细的探讨。
光纤端面研磨处理工艺流程
光纤端面研磨处理方案
一、光纤研磨方案目的 二、准备材料 三、材料价格及分析 四、光纤工艺流程
一、光纤研磨方案目的 问题： 由于在激光光纤耦合过程中，极易出现光纤端面破损或污染（其中
我们最初买来的10根0.2mm光纤和10根0.4毫米都已损坏，并且我们 买来的光纤端面本身也有质量问题）。
由于以上问题对我们的耦合效率及项目进度都有很大影响， 从而进行该方案的讨论。
二、需选材料
光纤连接器
剥线钳
5、装配光纤连接器 1）试验光纤与连接器是否匹配
2）将混合好的环氧胶填入注射器中
3）用注射器给连接器注胶
4）直到连接器金属插芯的外面出现一个小胶珠
5）从护缆管中伸出约50mm长的光纤，拿着外管和光纤，将连接器边 推入光纤，边缓慢转动。使连接器尾端紧挨着护缆管定位。
推入光纤时拿持位置
光纤固定位置
接头与抛光盘安装
5）分别用5µm、3µm和1µm的研磨片研磨。
研磨示意图
研磨后连接头
6）用0.3µm研磨片光学抛光
注意：
抛光后光纤图片
这一步可能会引出附加的划痕。如果发生 了，重做3µm和1µm的研磨来去掉划痕。
研磨工序总结。
端面研磨主要经过4道工序：粗面、中磨、细磨、抛光。
四道工序的时间和压力总共8个参数，配用不同方案，就可 以得到端面质量不同的结果。这器尾端和凯夫拉丝上。
6、切割、研磨 1）用一个光纤刻刀轻轻刻划光纤在环氧珠上的部分使用切削边平行于接头。
光纤研磨工艺介绍
光纤研磨工艺介绍光纤研磨工艺介绍光纤是光导纤维的简称是由一组光导纤维组成的用于传播光束的细小而柔韧的传输介质.它是用石英玻璃或者特制塑料拉成的柔软细丝直径在几个μm光波波长的几倍到120μm.就象水流过管子一样光能沿着这种细丝在内部传输.光纤的构造一般由3个部分组成涂覆层包层纤芯如图通过对光纤结构的了解我们知道光纤结构自内向外为纤芯包层涂覆层.光纤内部一共有两种光折射率纤芯的折射率为n1包层的折射率为n2由于所掺的杂质不同使包层的折射率略低于纤芯的折射率即n2 n1.在石英玻璃光纤中包层的折射率仅比纤芯层的折射率略低一点.按几何光学的全反射原理光线就被束缚在纤芯中进行传输了.光纤的类型最常见的划分方式是将光纤分为单模光纤和多模光纤.光纤中光线通过的部分被称为光纤的纤芯并不是任何角度的光都能进入纤芯的要进入纤芯光线的入射角必须在光纤的数值孔径范围内.一旦光纤进入了纤芯其在纤芯中可以使用的光路数也是有限的这些光路被称为模式.如果光纤的纤芯很大光线穿越光纤时可以使用的路径很多光纤就称为多模光纤.如果光纤的纤芯很小光线穿越光纤时只允许光线沿一条路径通过这类光纤就称为单模光纤.单模光纤所谓单模光纤Single Mode Fiber就是指在给定的工作波长上只能传输一种模态即只能传输主模态其内芯很小约8--10μm.由于只能传输一种模态就可以完全避免模态色散使得传输频带很宽传输容量很大.这种光纤适用于大容量长距离的光纤通信.它是未来光纤通信和光波技术发展的必然趋势多模光纤所谓多模光纤Multi Mode Fiber就是指在给定的工作波长上能以多个模态同时传输的光纤多模光纤能承载成百上千种的模态.由于不同的传输模式具有不同传输速度和相位因此在长距离的传输之后会产生延时导致光脉冲变宽这种现象就是光纤的模间色散或模态色散.由于多模光纤具有模间色散的特性使得多模光纤的带宽变窄降低其传输的容量因此仅适用于较小容量的光纤通信国际上流行的布线标准EIA/TIA-568A和ISO 11801推荐使用三种光纤62.5/125μm多模光纤50/125μm多模光纤和8.3/125μm单模光纤.在光纤研磨过程中光纤的安全性操作是最被关注的问题之一.光纤光导纤维的简称犹如人类的头发一样细小.由于光纤是由玻璃和锋利的边缘组成在操作时要小心以避免被伤害到皮肤.曾经有人因为光纤进入血管而死亡注意光导纤维不容易被X光检测到当光纤进入人体后将随血液流动一旦进入心脏地带就会引发生命危险因此在进行光纤研磨操作时应采取必要的保护措施.安全的工作服穿上合适的工作服会增强你的安全感放心地和其他人一起高效率地工作.一般情况下在研磨实验中要求穿着长袖的面料厚实的外衣.安全眼镜在一些环境中带上安全眼镜不仅能保护你的眼睛而且能减少意外事故的发生.能防止光纤进入眼睛在选购安全眼镜时应选择受外力而不易破碎或损坏的高质量眼镜.手套在进行光纤研磨熔接等操作时手套是很有用处的手套能防止细小的光纤刺入人体保护操作者的安全.安全工作区安全工作区是指进行光纤研磨操作的地点.在选择时应避免选择那些污染严重有灰尘和污染物的地点因为在这种地方进行光纤的端接可能会影响端接的效果.此外也不能选择那些有风区作为工作区因为在这些地方进行光纤的端接存在一定的安全隐患空气的流动会导致光纤碎屑在空气中扩散或被吹离工作区容易落到工作人员的皮肤上引起危险.光纤研磨工艺介绍光纤研磨是指将光纤连接器和光纤进行接续然后磨光的过程.这是一项技术含量很高的复杂工艺所使用的工具和耗材如表所示操作流程如图所示表-光纤研磨相关工具工具名称备注耗材名称备注光纤剥线钳剥离光纤护套涂覆层等ST头和护套光纤连接器和保护装置专用针管注射混合胶水多模光纤光纤的一种类型冷压钳进行ST头固定操作光纤研磨砂纸对ST头进行研磨操作16头热固化炉进行胶水快速固化清洁布用于ST头端面的清洁切割刀处理多余光纤混合胶水使ST头和光纤连在一起光纤研磨盘进行光纤研磨双面胶处理多余光纤专用显微镜观察ST头端面专用剪刀对光纤进行剪切图-光纤研磨工艺流程图基本耗材和工具介绍操作步骤涂覆层125μm 62.5μm包层纤芯包层包层纤芯纤芯包层包层选定工作区相关准备工作使用剥线钳去除光纤外表皮涂覆层等将混合胶水注入ST连接器内将光纤插入ST连接器内使用冷压钳进行固定并安装压力防护罩使用热固化炉进行烘干操作使用切割刀处理多余光纤使用粗砂纸进行研磨使用细砂纸进行研磨使用专用显微镜进行端面观察完成研磨1.专用注射器的准备工作从注射器上取下注射器帽将附带金属注射器针头插入到针管上旋转直至锁定.注意要保留注射器帽以便盖住部分使用的注射器并放入盒中供以后使用.3.光纤护套的安装按正确的方向将压力防护罩以及护套光纤的压接套推过光纤.注意在安装光纤护套时请注意安装的先后顺序.2.混合胶水的配制将白胶和黄胶以31的比例进行调配.并将调配均匀的混合胶水灌入专用针管内完成后放在一边待用.注意此种混合胶水有一定的使用时限大约在2到3个小时后会自动干硬因此希望及时使用.4.护套剥除使用剥线钳将光纤的最外层进行剥离注意在剥离时将剥线钳和光纤成45度角并且在剥线时请注意光纤剥线长度.注意使用剥线钳时不宜用力过猛以免导致光纤折断.5.测量长度按模板所示用提供的模板卡量出并用记号笔和标记缓冲层长度.6.剥离光纤缓冲层涂覆层再次使用剥线钳使用较小的锯齿口分至少两次剥去缓冲层涂覆层.注意请先确保工具刀口没有缓冲层屑如有请事先清理.7.去除光纤表面的残余物剥去缓冲层后使用专用的干燥无毛屑的清洁纸将光纤上的任何残余物都擦净.注意必须擦去所有护套残余否则光纤会无法装入连接器.擦净光纤后切勿再触摸光纤.8.将混合胶水注入ST头内抽出连接器的防尘盖并将注射器的尖端插入ST连接器直至稳定.然后向内注射混合胶水直至ST头的前端出现胶水就可将注射器慢慢后移移动的过程中也要注入混合胶水.使整个ST头内都充满胶水这样就能确保光纤和ST头能紧密的连接.注意不要注射太多以防胶水倒流.9.将光纤插入ST头内将光纤插入ST连接器内由于已经注入了胶水会有一定的润滑作用但在具体操作时还是要靠个人的手感直到光纤露出连接器外为止.10.安装金属护套当成功完成上一步工作后就可将金属护套上移使其抵住连接器的肩部.注意金属护套主要是起到固定作用通过压制它能将ST头和多模光纤紧密的连接在一起.11.使用冷压钳进行固定使用冷压钳进行压制使ST头和多模光纤紧密的连接在一起使用冷压钳时应充分合拢然后松开.12.再一次使用冷压钳进行固定完成第一次压制后将ST头转一个方向再进行一次固定从而确保多模光纤和ST头之间连接的紧密性.13.安装压力防护罩将压力防护罩上移直至ST头连接器的肩部使得整个连接部分都能得到保护.14.准备热固化由于采用的是混合胶水这种胶水并不带有速干功能因此需要进行固化烘干.这里使用的16头热固化炉在使用前需要进行预热预热时间大概是5分钟.15.开始热固化当预热完成后将ST头插入热固化炉内开始进行烘干所需要的固化时间一般是10到15分钟.注意在将ST头插入热固化炉时请格外小心防止光纤折断在固化炉内.16.对多余光纤进行切割用光纤切割刀的平整面抵住ST头前端要小心地在靠近ST头前端和光纤的横断面刻划光纤.请仅在光纤的一面刻划.注意刻划时请勿用力过大以免光纤断路或产生不均匀的裂痕.17.多余光纤的处理使用双面胶布将切割下来的多余光纤进行收集使多余的光纤粘在双面胶布上并保存在安全的位置.注意1光纤碎屑是不容易看到的.如果没有正确的处理玻璃纤维可能会造成严重伤害.注意2注意在研磨前请勿碰撞或刷光纤的端面.18.研磨准备工作在开始研磨前应先将各种类型的砂纸研磨盘清洁纸护垫纯净水准备好.19.对光纤头进行初次研磨1号砂纸绿色ST连接器用一只手握住另一只手握住砂纸进行研磨.用ST头前端以8字方式轻刷研磨砂纸的糙面以便将光纤小突起磨成更光滑更容易研磨的尖端.保持此动作直至尖端几乎与光纤端面齐平.20.正式研磨的准备工作1号砂纸绿色将ST连接器插入研磨盘中并在砂纸上倒上少许清水加水的原因是为了使研磨更加顺畅然后就可以开始研磨了.21.开始研磨1号砂纸绿色轻轻握住ST连接器使用8字研磨方式开始进行研磨应掌握研磨的力度防止光纤产生碎裂.研磨一段时间后就应使用显微镜进行观察查看端面是否平整是否可进行细磨.22.开始细磨2号砂纸黄色轻轻握住连接器施以中等压力并以50-75mm2-3in的8字方式研磨25-30转.注意研磨时切勿用力过大.研磨一段时间后应使用显微镜进行观察查看端面是否平整是否已经符合要求.23.研磨要优化连接器光学性能同时尽量延长研磨砂纸的使用寿命每研磨14个连接器就使用砂纸的不同部位.使用砂纸的5个部位可以保证每张砂纸都可以研磨70个连接器.另外尖端上粘合剂的量8字的大小以及研磨压力大小都会影响砂纸寿命.24.研磨后清洗连接器端面研磨结束后需要使用清洁布将连接器的端面进行擦拭将研磨时所遗留下来的纯净水灰尘等一并除去.25.使用显微镜进行观察用显微镜观察研磨后的连接器端面以确保在光纤上没有刮伤空隙或碎屑.如果研磨质量可以接受须将防尘帽盖到连接器上以防止光纤损坏.26.研磨设备的清洗保存从研磨盘上取下连接器并使用浸润了99试剂级无水酒精的无毛屑抹布或浸透酒精的垫子清洁连接器和研磨盘.在储存前务必用蒸馏水或无离子水彻底冲洗砂纸的表面以保证砂纸的下次使用时处于最佳状态.27.成品通过上述步骤完成两个ST头的研磨后通过测试的光纤跳线就能被使用在各种网络通讯中了.。
裸光纤研磨工艺
裸光纤研磨工艺在光纤跳线制作领域，带插芯的尾纤研磨工艺已经非常成熟。
然而一些特殊领域，由于胶水的可靠性或者其他的原因使得我们无法使用带插芯的光纤连接头，所以必须直接使用裸光纤，比如高功率激光和传感器领域，裸光纤端面先需要研磨抛光，通过清洁目检后再其端面镀膜。
光纤端面的抛光工艺对产品最终质量有明显的影响。
例如抛光麻点脏污可能吸收激光发热，端面的粗糙度会影响镀膜精度或者反射率。
由于用途的特殊和不广泛，目前裸光纤端面国内外鲜有研究，能批量生产的厂家更是寥寥无几。
本文主要针对目前常用的三种裸光纤端面加工工艺和福津光电新开发的抛光工艺进行对比分析。
(1) 采用切刀直接切割一般的光纤切割是很容易操作的，而且切割端面在很多应用是可以接受的，这个在带厚包层的光纤是没有问题的，例如50um /125um（纤芯/包层）的光纤，切刀切割的崩边一般影响不到纤芯。
但是对于那些包层很薄的（105 um/125 um）或者无包层的GRIN玻璃棒，切割带来的崩边和刀痕会影响纤芯如图1所示。
光纤纤芯是激光传输的主要区域，任何瑕疵都对激光都有吸收者漫反射的作用。
切刀切割工艺很难消除的崩边，而且除了崩边以外，有的端面还有明显的刀痕，虽然使用超声波切刀质量崩口可能会小一点，但是都无法避免这个崩边。
切割结果还跟操作熟练程度有很大关系，一般员工很难达到稳定的工艺，这对于批量生产来说是一件非常麻烦的事情。
图1. 裸光纤切刀切割端面图(2) 激光切割工艺激光切割是最快最便捷的工艺。
典型激光切割采用二氧化碳激光器，激光束横向掠过光纤，光纤材料吸收~1.0um波长产生高温瞬间融化玻璃，达到切割的目的。
激光切割是热切割，端面没有崩边或者切口，但是效果却不是理想的，因为激光切割会留下很多不同的端面缺陷，如纤芯区域凹凸不平，有熔融的痕迹和碎片等。
如图2所示。
图2.激光切割光纤端面端图（3）传统研磨工艺传统的裸光纤研磨工艺来自于尾纤阵列（fiber array）研磨工艺，一般都是多根光纤固定在V型槽上，用胶水临时固定进行研磨，研磨完成后再用洗涤剂把胶黏剂清洗，这种研磨出来的尾纤可适用低功率激光传输应用，但是由于端面现麻点，崩边和胶水残留，容易吸收激光产生热量积累，有可能发生光纤端面烧损。
光纤端面研磨
光纤端面研磨在光通信中，光纤的质量和性能是至关重要的。
而光纤端面的质量直接影响着光传输的效率和质量。
因此，光纤端面的研磨是保证光纤质量的重要环节之一。
一、光纤端面的要求光纤端面的要求主要包括两方面，一是光学性能，二是机械性能。
1. 光学性能光纤的传输效果和质量与其端面的平整度和光泽度有直接关系。
光纤端面应该是光滑、平整、无划痕、无气泡、无杂质等缺陷。
同时，光纤端面的面积也应该足够大，以保证光的传输效率和质量。
2. 机械性能光纤端面的机械性能主要指其强度和耐磨性。
光纤端面应该具有足够的强度，能够承受光纤连接时产生的压力和拉力。
同时，光纤端面的磨损程度也应该尽可能小，以保证其长期稳定的性能。
二、光纤端面研磨的方法光纤端面研磨的方法主要包括机械研磨和化学研磨两种。
1. 机械研磨机械研磨是利用机械力和研磨粒子对光纤端面进行研磨。
机械研磨的优点是研磨速度快、效果好、成本低。
但是，机械研磨也存在一些缺点，比如研磨粒子易产生划痕，研磨过程中产生的热量容易导致光纤变形等。
2. 化学研磨化学研磨是利用化学反应对光纤端面进行研磨。
化学研磨的优点是研磨精度高、不会产生划痕、不会产生热变形等缺点。
但是，化学研磨的成本较高，研磨过程中的化学物质对环境和人体也有一定的危害。
三、光纤端面研磨的步骤光纤端面研磨的步骤主要包括以下几个方面：1. 清洗在进行光纤端面研磨之前，必须先将光纤端面清洗干净，以去除表面的灰尘、油脂、污渍等杂质。
2. 粗磨粗磨是将光纤端面研磨至平整度较高的过程。
一般采用机械研磨的方法，使用较大的研磨粒子进行研磨，以快速去除表面的凹凸不平。
3. 中磨中磨是将光纤端面研磨至更高的平整度的过程。
一般采用机械研磨的方法，使用较小的研磨粒子进行研磨，以去除表面的微小凹凸。
4. 细磨细磨是将光纤端面研磨至最高的平整度的过程。
一般采用化学研磨的方法，使用化学物质进行研磨，以去除表面的微小凹凸和化学反应产生的氧化物等杂质。
光纤端面研磨
光纤端面研磨光纤端面研磨是一项非常重要的技术，它用于制造光纤连接器和光纤器件。
在光通信领域中，光纤端面的质量直接影响整个光通信系统的性能。
因此，光纤端面研磨技术的研究和应用具有重要的意义。
1. 光纤端面研磨的原理和方法光纤端面研磨的目的是将光纤的端面打磨成平整、光滑的表面，以便与其他光纤或器件进行连接。
光纤的端面质量直接影响光纤的传输性能和连接的质量。
因此，端面研磨的质量要求非常高。
光纤端面研磨的原理是采用机械磨削的方法，通过磨削的过程将光纤端面打磨平整。
磨削的方法一般有两种，分别是手动研磨和自动研磨。
手动研磨需要熟练的技术和经验，而自动研磨则可以通过机器自动完成，减少了人为因素的干扰，提高了研磨的精度和效率。
2. 光纤端面研磨的设备和材料光纤端面研磨的设备主要包括研磨机、研磨片和研磨液。
研磨机是端面研磨的核心设备，它的主要作用是通过旋转研磨片来磨削光纤的端面。
研磨片是研磨机的配件，它的质量和精度直接影响研磨的效果。
研磨液是研磨过程中使用的液体，它可以起到润滑和冷却的作用，同时也可以清洗研磨片和光纤。
在光纤端面研磨中，材料的选择也非常重要。
一般来说，研磨片的材料可以选择钻石、碳化硅、氧化铝等，这些材料具有硬度高、耐磨性好、精度高等特点。
而研磨液的选择则应根据研磨片的材料和光纤的材料进行匹配，以达到最佳的研磨效果。
3. 光纤端面研磨的注意事项在进行光纤端面研磨时，需要注意以下几点：（1）研磨前应先清洗光纤，确保其表面没有杂质和污渍。
（2）研磨前应检查研磨片的磨损情况，如果磨损过大应及时更换。
（3）研磨时应注意研磨片和光纤的压力和速度，以免造成损伤或破坏。
（4）研磨后应及时清洗研磨片和光纤，以确保其表面干净光滑。
（5）研磨后应使用显微镜检查光纤端面的质量，以确保其符合要求。
4. 光纤端面研磨的应用光纤端面研磨技术在光通信领域中具有广泛的应用。
它可以用于制造各种光纤连接器，如SC、FC、ST等连接器，以及各种光纤器件，如光开关、光放大器等。
光纤端面研磨处理工艺流程
光纤端面研磨处理工艺流程首先是预处理。
预处理的目的是为了去除光纤端面的污染物和残留杂质，确保研磨的有效性和可靠性。
预处理一般包括下列几个步骤：1.清洗：使用低含量的有机溶剂或特定的清洗液对光纤端面进行清洗，去除表面的污染物。
清洗时要使用无粉尘的纤维棒，用柔软的布擦拭光纤端面，保持纤维端面的完整性。
2.确认：使用显微镜或光纤检测仪对清洗后的光纤端面进行检查，确认无剩余杂质和损坏。
3.修正：如有需要，对发现的损坏或有问题的光纤进行修复或更换。
完成预处理后，即可进行光纤端面研磨。
1.选择研磨片：根据不同的要求，选择相应的研磨片。
常用的研磨片有金刚砂片、钻石研磨片等。
2.粗磨：使用粗研磨片对光纤端面进行粗磨。
粗磨的目的是迅速修复载波线轮廓，并且去除表面的毛刺和凸起。
3.平磨：使用中号研磨片进行平磨。
平磨能够有效地将光纤端面磨平和光滑。
4.精磨：使用细研磨片进行精磨。
精磨是为了获得更高的光滑度和更好的表面质量。
在进行研磨过程中，要注意研磨片的选用和更换，控制研磨压力和时间，保持稳定的研磨速度。
研磨过程中要经常检查光纤端面的质量，确保符合要求。
研磨完成后，需要对光纤端面进行清洗。
1.清洗：使用无粉尘的纤维棒和特定的清洗液对光纤端面进行清洗，去除研磨过程中产生的残留杂质和污染物。
清洗时要注意不用用力过大，避免损坏光纤。
2.干燥：使用纯净的氮气或其他适用的方法对光纤进行干燥，确保光纤端面干燥无水。
最后，完成清洗后，需要对光纤端面进行检测。
1.检测：使用光纤检测仪或显微镜对光纤端面进行检查，确认光纤端面的质量和精度是否符合要求。
检测时要注意保持光纤端面的干净，避免再次污染。
2.记录：将检测结果进行记录，包括光纤端面的精度、表面质量等信息。
这就是光纤端面研磨处理的工艺流程，通过预处理、研磨、清洗和检测等步骤，可以确保光纤端面的质量和精度，提高光纤连接的可靠性和性能。
光纤研磨技术与方法
光纤研磨技术与方法光纤作为一种重要的光传输媒介，在通信、医疗、工业等领域有着广泛的应用。
而光纤的质量与性能受到研磨工艺的影响，因此光纤研磨技术与方法的研究和应用显得尤为重要。
本文将介绍光纤研磨的基本原理、常用技术和方法，以及研磨过程中需注意的关键点。
一、光纤研磨的基本原理光纤研磨的基本原理是通过研磨工具与光纤端面之间的接触，将光纤的外层材料去除，使光纤端面变得光滑。
这样可以减少光纤的损耗和反射，提高光纤的传输效率和质量。
二、常用的光纤研磨技术和方法1. 机械研磨法：机械研磨法是光纤研磨中常用的一种方法。
它利用研磨片与光纤端面之间的接触，通过旋转或振动的方式进行研磨。
研磨片的选择和研磨头的角度都会对研磨效果产生影响，因此需要根据不同的光纤类型和需求进行调整。
2. 化学机械研磨法：化学机械研磨法是一种结合了化学溶解和机械研磨的方法。
它利用了化学溶解剂对光纤端面外层材料的溶解作用，结合机械研磨的方式将溶解后的材料去除。
这种方法可以更加精细地控制研磨的深度和光滑度。
3. 激光研磨法：激光研磨法是一种非接触式的研磨方法，它利用激光的高能量密度对光纤端面进行研磨。
激光研磨法可以实现高精度的研磨，但需要特殊的设备和操作技术。
三、光纤研磨过程中的关键点1. 研磨片的选择：不同材料的光纤需要选择不同硬度和颗粒大小的研磨片。
研磨片的选择不当会导致研磨过程中划伤或过度研磨光纤。
2. 研磨头的角度：研磨头的角度对于研磨效果有着重要的影响。
合适的角度可以使光纤端面得到均匀的研磨，提高研磨效率和质量。
3. 研磨过程的控制：研磨过程中需要控制研磨的时间、力度和速度。
过长的研磨时间或过大的力度会导致光纤损伤，而过快的研磨速度则会影响研磨效果。
4. 清洁和保护：研磨后的光纤端面需要进行清洁和保护，以防止污染和损伤。
清洁时应使用无纺布或棉纱棒轻柔擦拭，并避免使用有机溶剂。
光纤研磨技术与方法是保证光纤质量和性能的重要环节。
通过选择合适的研磨技术和方法，控制关键点，可以实现高质量的光纤研磨。
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• 由于模态色散厉害，所以在多模光纤较少 用
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渐变型（GI梯度型）
• 纤芯中心折射率最高，沿径向渐变小
• 可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型 光纤来分析其传输原理。这种光纤芯径和 数值孔径必然很小,一般芯径只有数微米， 因此连接耦合难度大。由于是单模传输， 消除了模间色散,在波长1.3微米附近材料色 散又趋近于零，因此带宽极大（可达数百 吉赫·公里）。单模光纤被视为今后大容量 长途干线通信的主要传输线。
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8.4 光纤研磨工艺
• 看书P60-70
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8.5 光纤研磨工艺的安全问题
• 安全工作服 • 安全眼镜 • 手套 • 安全工作区
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8.6 光纤跳线的测试方法和相关工具
• 使用研磨工具中的专用显微镜 • 高档的视频显微镜 • 专用电缆认证测试仪 • 将光纤跳线投入使用,看是否连通
项目 数据速率 模式 距离 生命期 温度敏感度 造价
LED二极管 低 多模 短 长 较低 便宜
ILD激光 高 多模/单模 远 短 较敏感 昂贵
可编辑频带宽，通信容量大 • 信号衰减小，传输距离大 • 抗干扰能力强，应用范围广 • 线径细、重量轻 • 抗腐蚀 • 光纤制造原料丰富
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• 短波 • 长波
按工作波分类
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短波光纤
• 波长在0.6~0.9微米，典型的在0.85微米。 • 短波属于早期产品，现在很少使用。
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长波光纤
• 波长在1.31微米和1.55微米 • 光纤衰减最小，带宽宽，适合长距离、大
容量通信。
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第8章 光纤及研磨工艺
8.1 光纤的结构与基本分类 8.2 光纤的优缺点 8.3 光纤通信系统 8.4 光纤研磨工艺 8.5 光纤研磨工艺的安全问题 8.6 光纤跳线的测试方法和相关工具 8.7 光纤相关知识扩展
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8.1 光纤的结构与基本分类
• 光纤的结构 • 光纤的基本分类
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折射率越大,光的传播速率越小
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光纤传输特性
• 光导纤维通过内部的全反射来传输一束经 过编码的光信号。由于光纤的折射系数高 于外部包层的折射系数，因此可以使入射 的光波在外部包层的界面上形成全反射现 象
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光纤内部结构详解
• 看书P74-75
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光纤分类
• 按光纤横截面折射率分布分类 • 按工作波分类 • 按套塑类型分类
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光纤的缺点
• 纤芯质地较脆，强度低，容易折断 • 光缆的安装和连接相对困难，需专业人员 • 与铜缆的连接需专用的信号转换设备 • 光缆的价格还是比较高
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光纤使用
• 光纤只能单向传输信号，因此要双向传输信号必 须使用两根光纤，为了扩大传输容量，光缆一般 含多根光纤且多为偶数，例如6芯光缆、8芯光缆、 12芯、24芯、48芯光缆等，一根光缆甚至可容纳 上千根光纤。
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多模光纤
• 多模光纤的纤芯直径较大，不同入射角的 光线在光纤介质内部以不同的反射角传播， 这时每一束光线有一个不同的模式，具有 这种特性的光纤称为多模光纤。多模光纤 在光传输过程中比单模光纤损耗大，因此 传输距离没有单模光纤远，可用带宽也相 对较小些。
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单模/多模光纤区别
• 目前单模光纤与多模光纤的价格差价不大， 但单模光纤的连接器件比多模光纤的昂贵 得多，因此整个单模光纤的通讯系统造价 相比多模光纤的也要贵得多。
• 在综合布线系统中，一般采用纤芯为 62.5μm/125μm规格的多模光缆，有时也用 50μm/125μm和100μm/140μm的多模光缆。户外 布线大于2km时可选用单模光缆。
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8.3 光纤通信系统
• 光纤通信系统由光源、光纤、光发光机、 光接收机组成。
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不同光源特性比较
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8.7 光纤相关知识扩展
• 光纤是一种能传导光波的介质，可以使用 玻璃和塑料制造光纤，超高纯度石英玻璃 纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。 光纤质地脆，易断裂，因此纤芯需要外加 一层保护层。
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光纤结构
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皮套 缓冲层 纤芯
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折射率
折射率IR=光在真空中的速率/光在介质中的 速率 （折射率：空气<水<玻璃）
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单模光纤和多模光纤比较
特性 纤芯大小 模间色散
距离特性 光源
单模光纤 8µm-10µm 没有有可能
多模光纤 50µm-62.5µm 有可能
远 激光
近 发光二极管
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8.2 光纤的优点
• 传输频带宽，通信容量大 • 电磁绝缘性能好，不受电磁干扰影响 • 信号衰减小，传输距离大 • 保密性好 • 中继器间隔较大，可以降低成本 • 线径细、重量轻 • 抗腐蚀 • 制造原料丰富
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按光纤横截面折射率分布分类
• 突变型（SI阶跃型） • 渐变型（GI梯度型）
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突变型（SI阶跃型）
• 纤芯部分折射率不变,而在芯-包界面折射 率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。 这种光纤模间色散大，带宽只有几十兆 赫·公里。常做成大芯径，大数值孔径（例 如芯径为100微米，NA为0.30）光纤,以提 高与光源的耦合效率，适用于短距离、小 容量的通信系统。
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光纤的结构
• 光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤 维组成的用于传播光束的、细小而柔韧的 传输介质，它由石英玻璃或者特制塑料拉 成的柔软细丝。通常由涂覆层、包层、纤 芯组成。
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光纤的基本分类
• 单模光纤 • 多模光纤
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单模光纤
• 单模光纤主要用于长距离通信，纤芯直径很小， 其纤芯直径为8-10μm，而包层直径为
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按套塑类型分类