Как качество торца оптического волокна влияет на оптические потери? Объяснение резки, полировки и потерь в разъемах

Пластиковые оптические волокна часто описываются как легкие для снятия.сборка соединителя, и полевая установка гораздо более прощающая.

Это преимущество, однако, может привести к ошибочному предположению: если ядро волокна большое, конечная поверхность не требует особого внимания.

На практике качество конечной поверхности ПОФ по-прежнему оказывает прямое влияние наоптическая сцепка,потеря вставки соединителя, и оставшиесябюджет оптической мощностиГрубый разрез, загрязнение, чрезмерный воздушный разрыв, плохое выравнивание,или непоследовательное позиционирование соединителя может все уменьшить количество полезной оптической мощности, которая достигает следующего волокна или оптического устройства.

Важное различие простое: POF с большим ядром обеспечивает большую толерантность, но не устраняет основные оптические требования к соединению.

Почему качество конечного лица имеет значение?

Качество конечной поверхности POF относится к геометрии поверхности, отделке, чистоте и условиям выравнивания, которые влияют на оптическую связь на конце.дефекты, загрязнение, разделение или неправильное выравнивание могут уменьшить оптическую мощность, передаваемую в следующее волокно или оптическое устройство, и увеличить потерю соединения.

Окончание волокна - это не только механический конец кабеля, но и оптический интерфейс.

На этом интерфейсе свет, выходящий из передающего волокна или оптического компонента, должен быть эффективно передан в принимающее волокно, детектор или оптику соединителя.Все, что меняет состояние поверхности или геометрические отношения между этими оптическими элементами может повлиять на эффективность сцепления.

Вот почему резка и полировка все еще важны даже в системах, которые терпят относительно простое завершение поля.

Большое ядро означает больше терпимости, а не безграничную терпимость

Одним из основных преимуществ промышленного POF является его относительно большое оптическое сечение.Представительные промышленные системы POF класса 1 мм используют гораздо большее оптическое ядро, чем интерфейсы стекловолокна с небольшим ядром, обеспечивая большую геометрическую толерантность во время окончания.

Это облегчает выравнивание и увеличивает терпимость к небольшим ошибкам позиционирования.

Однако большую толерантность не следует путать с иммунитетом к плохому прекращению.

Большое ядро может продолжать передавать свет, даже если конечная поверхность не идеальна, но количество соединенной оптической мощности все равно может измениться.чрезмерное разделение, или значительная неправильная выровняемость может потреблять часть доступной мощности.

Крупноядерный POF проще отключать, но качество отключения все еще определяет эффективность и последовательность работы оптического интерфейса.

Что происходит со светом в конце?

Когда свет достигает конца пластикового оптического волокна, он покидает направляемую структуру и попадает в следующий оптический интерфейс.

В идеале, конечная поверхность представляет собой контролируемую оптическую поверхность, так что как можно больше полезной оптической мощности достигает соединительного волокна или оптического элемента.

Плохая поверхность меняет это состояние.

Вместо того, чтобы эффективно передаваться, часть света может быть рассеяна, отражаться, перенаправлена или не попасть в полезную область приема принимающей стороны.

Грубая и неровная поверхность увеличивает рассеянность

Грубый разрез не создает идеально контролируемую оптическую поверхность.

Микроскопические нарушения могут изменять направление отдельных лучей и рассеивать часть оптической энергии вдали от предполагаемой области приема.

Эффект не означает, что свет внезапно перестает проходить через волокно.

Проблема в эффективности.

Если часть оптической мощности рассеивается за пределами полезной геометрии сцепления, полученная мощность уменьшается.

Угол поверхности также может иметь значение. Если волокно заметно отрезано от оси, конечная поверхность больше не перпендикулярна пути волокна.Затем возникающий свет может быть представлен на интерфейсе спаривания при менее благоприятной геометрии, уменьшая повторную сцепление.

Полировка используется для уменьшения этих эффектов путем получения более контролируемой конечной поверхности.

Грубая и контролируемая конечная поверхность POF

Следовательно, его следует понимать как оптический процесс, а не как косметический процесс отделки.

Пробелы в воздухе уменьшают оптическое соединение

Две стороны соединения не всегда образуют один непрерывный оптический путь.

Между концами волокна или между волокном и другой оптической поверхностью может быть небольшое разделение.

Когда свет покидает волокно, он начинает распространяться в соответствии с оптическими характеристиками системы.большая часть этого света может выпадать за пределы приемной области.

Это создает геометрическое сцепление.

Пробел воздуха также может ввести дополнительное отражение, потому что свет пересекает интерфейс между материалами с различными показателями преломления.

Точная потеря зависит от конструкции соединителя, характеристик волокна, расстояния и оптической геометрии.

Необходимое разделение между оптическими интерфейсами снижает эффективность сцепления и может увеличить потерю соединения.

Загрязнение, царапины и дефекты поверхности

Загрязнение является еще одним распространенным источником оптической потери.

В зависимости от их положения и степени тяжести, они могут блокировать, рассеивать или поглощать часть передаваемого света.

Загрязнение может также создать механическую проблему. Частица, попавшая в ловушку между поверхностями спаривания, может помешать правильному размещению и эффективно увеличить разделение между оптическими интерфейсами.

Поцарапания требуют такой же заботы при интерпретации.

Небольшая отметка за пределами полезной оптической области может иметь мало практического эффекта, в то время как более глубокий или более обширный дефект по всей активной области может значительно нарушить оптическую связь.

Следовательно, вопрос не только в том, видима ли царапина.

Более полезный вопрос заключается в том, влияет ли дефект на полезную оптическую область или мешает соединителю создавать последовательный оптический интерфейс.

Пробелы в воздухе, загрязнение и дефекты поверхности

Откуда берутся потери соединителей POF?

Потеря соединителя POF не вызвана одним механизмом.

Он является результатом объединения эффективности позиций соединителя двух оптических элементов и эффективности передачи света между ними оптическими поверхностями.

Несколько механизмов могут способствовать одновременно.

Боковое, угловое и осевое выравнивание

Три формы выравнивания особенно полезны для понимания потери соединителя.

Боковая неточностьДаже при большом ядре POF достаточно большое смещение уменьшает перекрытие между передающими и принимающими областями.

Угловое искажениеЭто происходит, когда оси волокон не выровнены в одном направлении.

Сепарация по осиСлишком большое разделение может позволить оптическому полю распространяться до того, как он достигнет приемного интерфейса.

Боковое, угловое и осевое неправильное выравнивание

Хорошо спроектированный соединитель контролирует эти связи механически.

Поэтому его функция сложнее, чем просто держать два конца кабеля вместе.Коннектор должен неоднократно устанавливать оптическую геометрию, которая поддерживает потерю сцепления в допустимом диапазоне.

Геометрия соединителя и повторяемость

Даже когда концы сами по себе хороши, несоответствующая сборка соединителя может создать переменную потерю.

Волокно должно быть правильно расположено внутри соединителя. корпус соединителя, держатель, феррула или структура выравнивания должны затем воспроизводить это положение при соединении.

Если положение волокна изменяется внутри соединителя или относительно оптического элемента спаривания, то получаемая потеря вставки также может варьироваться.

Это одна из причин, по которой важно соблюдать последовательность производства.

Две группы POF могут использовать один и тот же номинальный тип волокна и разъединителя, при этом давая разные оптические результаты, если их процессы окончания не контролируются одинаково.

Частые причины потери соединения POF

Ни одному фактору в этой таблице не следует присваивать универсальное значение потери. Фактическая потеря вставки зависит от полного волокна, соединителя и оптической системы.

Резание и полировка ПОФ: когда каждый из методов подходит?

Одно из практических преимуществ пластиковых оптических волокон заключается в том, что не каждая установка требует одинакового уровня обработки конечной поверхности.

В некоторых случаях простое сокращение может быть вполне разумным.

В других случаях контролируемая полировка обеспечивает ценную дополнительную оптическую маржу и повторяемость.

Правильный метод зависит от связи, а не от общего правила.

Простая резка поля для коротких ссылок с высокой маржой

Краткая связь POF с щедрым оптическим отрывом может переносить простую подготовительную к полевой работе конечную поверхность.

Это делает завершение поля практичным, когда система соединителей и доступный марж связи предназначены для его размещения.

Тем не менее, "полевая резка" не должна истолковываться как "любой резка приемлема".

Если мы раздавливаем, деформируем, рвем или сильно наклоняем конец волокна, это может привести к ненужным потерям, даже если сам узел короткий.

Большое ядро и относительно терпимая оптическая геометрия POF могут уменьшить точность выравнивания, необходимую для этого типа окончания поля.

Терминация поля лучше всего работает, когда бюджет связи обеспечивает достаточный марж для терпимости к менее оптимизированной оптической поверхности.

Контролируемая полировка для соединений с меньшими потерями и повторными соединениями

Полировка становится более ценной, когда соединение нуждается в лучших и более повторяемых оптических характеристиках.

Контролируемый процесс полировки уменьшает грубые отметины и создает более последовательную конечную поверхность.

Точное улучшение зависит от системы соединителя и окончания, поэтому оно не должно сводиться к одному универсальному значению дБ.

Лучшая подготовка конечных поверхностей может привести к измеримым улучшениям оптической сцепления, хотя величина зависит от системы соединителя и окончания.

Полевая резка против контролируемой полировки POF

Это улучшение становится все более полезным, когда:

• расстояние передачи увеличивается;

• увеличивается количество оптических соединений;

• остальная доля мощности уменьшается;

• для нескольких сборов требуется постоянная производительность;

• применение требует предсказуемого качества производства.

Окончание, приемлемое в короткой связи с высокой маржой, может быть менее подходящим в системе с более длинной или более низкой маржой.

Почему заводское увольнение - это повторяемость, а не просто внешний вид

Нельзя рассматривать точную фабричную отделку как просто производство более чистого конца волокна.

Его истинная ценность - контроль процессов.

Контролируемый процесс завершения может стандартизировать несколько переменных одновременно:

• состояние резки;

• последовательность полировки;

• чистоту конечной поверхности;

• положение волокна внутри разъема;

• геометрия сборки соединителя;

• критерии проверки;

• проверка оптических потерь.

Таким образом, преимущество заключается не только в более гладкой поверхности.

Это способность производить несколько кабельных сборов, чье оптическое поведение более предсказуемо от одного блока к другому.

Это различие приобретает важное значение в промышленных системах, где проблема часто заключается не в том, может ли один образец передавать свет, а в том, может ли один образец передавать свет.но может ли повторяющаяся сборка поддерживать сопоставимую производительность в конструкции соединения.

Как потеря соединителя влияет на бюджет оптической энергии?

Качество конечного лица становится более важным, когда рассматривается на уровне системы.

Коннектор не существует независимо от бюджета оптической мощности.

Каждая потеря соединения потребляет часть оптической границы, которая позволяет связи работать надежно.

Каждая связь потребляет часть доступной маржи

Упрощенную оптическую связь можно рассматривать как:

Потеря соединителей пожирает бюджет оптической энергии

Оставшаяся оптическая маржа = доступный бюджет оптической мощности − потери волокна − потери соединителя − другие необходимые отчисления

Доступный бюджет мощности определяется характеристиками оптического передатчика и приемника.

Само волокно потребляет часть этого бюджета в результате потери распространения.

Соединители и окончания потребляют другую часть через потерю сцепления.

Также могут потребоваться дополнительные отклонения для эффектов температуры, старения, изменения компонентов, условий установки или других неопределенностей конструкции.

Это означает, что плохо завершенный разъем - это не только локальный дефект.

Это уменьшает маржу, доступную для остальной части связи.

Почему небольшие потери имеют большее значение, когда связь становится длиннее или сложнее

Одно небольшое неэффективное соединение может иметь мало практического эффекта в очень короткой связи с значительной запасной оптической мощностью.

Ситуация меняется по мере увеличения числа элементов убытков.

Более длинный кабель приводит к большей потере передачи.

Таким образом, система постепенно становится менее терпимой к ненужной потере соединения.

Не существует универсального ответа на вопрос:

≈сли эта конечная сторона POF достаточно хороша? ≈

Ответ зависит от бюджета ссылки.

Метод окончания, который надежно работает в короткой ссылке с одним соединителем, может не обеспечивать такой же марж в более длинной системе, содержащей несколько оптических интерфейсов.

Следовательно, важность качества конечной поверхности должна оцениваться вместе с расстоянием передачи, количеством разъемов, выходом передатчика, чувствительностью приемника и требуемой границей проектирования.

Практический контроль качества на конечном этапе для сборок POF

Хорошее качество завершения POF не требует обращения с каждым приложением как с оптической системой лабораторного класса.

Это требует контроля переменных, которые фактически влияют на сцепление.

Рабочий процесс контроля качества по завершению POF

Контролируемый процесс должен гарантировать, что волокно разрезано без серьезных деформаций, что конечная поверхность подготовлена до требуемого уровня для применения,и этот остаток или загрязнение удаляется до окончательной сборки.

Позиционирование соединителя также должно быть повторяемым. Полированное волокно не может компенсировать соединитель, который позволяет излишне варьировать оптическую геометрию.

Визуальный осмотр полезен для выявления очевидных повреждений, загрязнений или неправильной подготовки, но оптическая производительность в конечном итоге зависит от передаваемой мощности.

Для производственных агрегатов или приложений с более узкими маржами проверка оптических потерь обеспечивает более прямое указание на то, выполняется ли полный процесс завершения последовательно.

Проверка конечной поверхности оценивает физическое состояние поверхности, в то время как оптическое испытание оценивает производительность готового оптического интерфейса.

Оба могут быть полезны, но они отвечают на разные вопросы.

Заключение

Пластиковые оптические волокна проще отключать, чем многие оптические системы с небольшим ядром, но легкое отключение не означает, что качество отключения не имеет значения.

Грубая конечная поверхность может увеличить рассеивание. Угловой разрез может изменить геометрию сцепления. Воздушные пробелы могут уменьшить оптическое перекрытие. Загрязнение и значительные царапины могут нарушить полезную оптическую область.Выравнивание соединителя и консистенция сборки определяют, встречаются ли две оптические стороны в повторяемых условиях.

Большое ядро POF обеспечивает полезную толерантность к этим эффектам, что является одной из причин, по которой простое завершение поля может хорошо работать в коротких, высокомаржинальных связях.

По мере увеличения расстояния передачи, количества соединителей, требований к консистенции или использования оптического энергобюджета, контролируемое резка, полировка, сборка, чистота,и оптическая проверка становятся все более важными.

Поэтому наиболее полезным способом оценки окончания POF является не то, выглядит ли конец волокна просто приемлемым.

Настоящий вопрос заключается в том, передает ли готовый интерфейс достаточно оптической мощности, достаточно последовательно, для полной связи, чтобы поддерживать требуемую рабочую маржу.

Часто задаваемые вопросы

Нужно ли полировать пластиковые оптические волокна?

Очень короткие POF-ссылки с щедрым оптическим отрезком могут работать надежно с правильно подготовленной поверхностью края резки, особенно когда система соединителя предназначена для окончания поля.Полировка становится более ценным, когда меньше потерь соединения, требуется более длинное расстояние передачи или большая последовательность сборки на сборку.

Почему грубый POF увеличивает оптическую потерю?

На грубой поверхности есть нерегулярности, которые могут рассеивать или перенаправлять часть света, покидающего волокно.Это уменьшает количество оптической мощности, которая эффективно соединяется в следующем волокне или оптического устройстваСила воздействия зависит от состояния поверхности и оптической геометрии соединения.

Может ли POF работать с простой резкой конечной поверхностью?

Одно из практических преимуществ POF с большим ядром заключается в том, что простое завершение поля может работать в коротких связях с достаточным оптическим отрывом.По мере увеличения длительности связи или уменьшения доступной маржи, полировка и более строгий контроль процесса становятся более важными.

Что вызывает потерю соединителя в пластиковом оптическом волокне?

Потеря соединителя POF может быть вызвана несколькими механизмами, включая грубые или угловые конечные поверхности, загрязнение, царапины, воздушные пробелы, боковое неправильное выравнивание, угловое неправильное выравнивание,и непоследовательное расположение соединителяЭти механизмы уменьшают количество оптической мощности, передаваемой через соединение.

Означает ли большое ядро POF, что выравнивание соединителей не имеет значения?

Нет. Большое ядро увеличивает толерантность выравнивания, но не устраняет требования к выравниванию. Достаточная боковая, угловая или осевая ошибка все равно может уменьшить оптическое совпадение и увеличить потерю вставки.Большое ядро POF более прощающее, не застрахованное от плохой геометрии соединителей.

Как потеря POF-коннектора влияет на бюджет оптической мощности?

Каждый соединитель или конец потребляет часть доступной оптической мощности. по мере увеличения потери соединителя, меньше пространства остается для ослабления волокон, дополнительных соединений,изменение температурыПоэтому качество окончания становится более важным по мере того, как связь становится длиннее, сложнее или ближе к пределу оптической мощности.