圖1 典型光纖結(jié)構(gòu)圖(單模光纖,纖芯直徑~ 9 um,包層直徑~ 125 um)
光纖具有多種接頭類型,適用于不同的領(lǐng)域。常見的接頭類型包括SMA,ST,F(xiàn)C,SC和LC,詳細(xì)介紹如下。
SMA型光纖接頭
SMA是Sub Miniature A的縮寫,插芯直徑3.14 mm。由不銹鋼結(jié)構(gòu)和低精度螺紋組成,這種連接頭主要用于大功率激光光束與大纖芯多模光纖耦合,適用于醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中的激光光束傳輸系統(tǒng)。SMA接頭典型插入損耗大于1 dB。
ST型光纖接頭
ST是Straight Tip的縮寫,插芯直徑2.5 mm。ST接頭廣泛應(yīng)用于室外和室內(nèi)光纖局域網(wǎng)。高精度、陶瓷插芯使其同時(shí)適用于多模和單模光纖。螺絲扣耦合方式(推動(dòng)并旋轉(zhuǎn)鎖緊接頭)可防止耦合過(guò)緊從而破壞光纖端面。ST接頭插入損耗小于0.5 dB,通常為0.3 dB。
FC型光纖接頭
FC 是Ferrule Connector的縮寫,插芯直徑2.5 mm。FC光纖接頭最早由日本NTT研制,主要用于光纖設(shè)備、單模光纖器件和高速光纖通信連接裝置。這種高精度陶瓷插芯光纖接頭有一個(gè)防旋轉(zhuǎn)鍵,降低旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)自由度,減少光纖端面損傷。FC接頭光纖端面對(duì)微塵比較敏感,而且容易產(chǎn)生菲涅爾反射,回波損耗大。之后改進(jìn)了端面插針處理方式,使得插入損耗和回波損耗性能有了較大改善。這個(gè)光纖接頭也有多模版本。FC光纖接頭典型的插入損耗大約為0.3 dB。
SC型光纖接頭
SC是Subscriber Connector的縮寫,插芯直徑2.5 mm。SC光纖接頭由日本NTT研制,在單模光纖通訊和模擬有線電視等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。高精度陶瓷插芯結(jié)構(gòu)便于光纖準(zhǔn)直。光纖接頭外部成矩形結(jié)構(gòu),采用耐高溫、不易氧化的工程塑料制備。緊固方式為插拔銷栓式,不需要旋轉(zhuǎn)。此類光纖接頭安裝密度高。SC光纖接頭典型的插入損耗大約為0.3 dB。
LC型光纖接頭
LC是Lucent Connector的縮寫,插芯直徑1.25 mm。LC光纖接頭是貝爾研究所研制出來(lái)的,采用模塊化插孔栓,插芯直徑是普通FC和SC尺寸的一半,可以提高光纖配線架中光纖接頭的密度。
圖2 光纖接頭(從左到右依次為SMA、ST、FC和SC光纖接頭)
光纖接頭端面處理
圖3 光纖端面
光纖接頭一旦確認(rèn),接頭端面質(zhì)量將決定其回波損耗,也稱背向反射。背向反射是指有多少比例的光被連接器接頭的端面反射,背向反射越小越好。最小化背向反射在高速和模擬光纖連接應(yīng)用中具有十分重要的意義。光纖端面處理方式主要有PC、SPC/UPC和APC。
PC是Physical Contact的縮寫,這種拋光方式形成微凸型光纖端面。當(dāng)進(jìn)行光纖連接時(shí),可在端面間形成緊密接觸,消除了光纖-空氣界面,背向反射約-30 dB ~ -40 dB。在大部分應(yīng)用中,PC拋光是最受歡迎的接頭端面處理方式。
SPC/UPC是Super Physical Contact /Ultra Physical Contact的縮寫,相比PC端面處理方式,延長(zhǎng)了端面拋光周期,提高了光纖端面質(zhì)量,背向反射分別為-40 ~ -55 dB和<-55 dB。這兩種拋光方式用于高速、數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)。
APC是Angled Physical Contact的縮寫,光纖微球型端面與陶瓷體端面成8°斜角,減少反射這種端面研磨方式背向反射小于-60 dB。
不同的接頭原則上不能混接,但PC、SPC和UPC的光纖端面都是平面的,差別在于端面拋光質(zhì)量,所以PC、SPC和UPC混接不至于對(duì)接頭形成永久性的物理?yè)p傷。APC則不同,它的端面成8°斜角,如果直接用法蘭盤將APC與PC混接,就會(huì)損壞接頭的光纖端面。它們之間必須通過(guò)PC到APC轉(zhuǎn)換的光纖跳線連接。
在尾纖接頭標(biāo)注中我們??吹紽C/PC、FC/APC等:
“/”前面表示尾纖的接頭型號(hào);
“/”后面表示光纖界面處理方式。
圖4 光纖接頭(FC/PC光纖)
目前Newport能夠提供多種光纖,包括單模、多模光纖,保偏光纖,光子晶體光纖,波長(zhǎng)覆蓋紫外到近紅外波段,并且提供接頭定制化服務(wù)。
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