光纤的熔接与单芯光纤熔接.doc

光纤的接续与单芯光纤熔接机的使用
【实验目的】
了解光缆的结构和学习光纤的表面处理
学习光纤的切割刀的使用
学习单芯光纤熔接机的原理和使用操作
【实验仪器】
ETK9724098Type-36光纤熔接机、光纤切割刀、光纤剥线钳、剪刀、光纤、酒精、镜头纸。
【实验原理】
光纤熔接机原理
用熔接法制做固定接头，可以在室内或者野外使用，是光通信干线中光纤固定连接的主要方法。用加热的方法将光纤熔融结合在一起。
加热和熔化的方法有三种：1.电弧熔接；2.氢焰熔接；3.激光熔接。
实验采用电弧熔接法，用友公司的ETK9724098Type-36光纤熔接机
光纤熔接机由4部分组成：(1)光纤的准直与夹紧机构(2)光纤的对准机构(3)电弧放电机构(4)电弧放电和电机驱动的控制机构
(1)光纤的准直与夹紧机构：
光纤的准直与夹紧结构由精密V型槽和压板构成。精密V型槽的作用是使一对光纤不产生轴偏移；压板使光纤固定在V型槽内。即使如此，置于V型槽内的光纤，还存在者微小的轴向偏移。消除这个轴向偏移的一个方法是所谓的自调芯作用，即在放电加热时，光纤表面将产生张力。这种表面张力将使微小的轴向偏移得到纠正。
(2)光纤的对准机构：
要对准两条光纤，每条光纤需要6个自由度。将光纤在准直与夹紧机构内的一段光纤作为对象分析，并把光纤的放置方向定为Z方向，即有以下6个自由度影响光纤的位置：X，Y，Z三个方向的平移自由度和绕X，Y，Z三个方向旋转的自由度。
图1光纤的对准机构示意图
由于熔接光纤有一个前提是两条光纤的芯径大小相等，所以不需要绕Z方向旋转的自由度。由于光纤的准直与夹紧机构的精密V型槽和压板是平行的，只要光纤是能精确的放进V型槽内，即两光纤可看作是平行的。这样就又省去了X，Y两个方向上的旋转自由度。而且转动光纤也会带动熔接机外的光纤，这样会造成光纤的弯曲，甚至会造成光纤的断裂或损坏。综合以上各个因素得，对光纤的调整机构只有三个平动的自由度。
为了实现这一光纤的对准过程，两个V型槽的基座均被固定在三维驱动机构上，使V型槽可以在X、Y、Z三个方向上平动。驱动机构由丝杆和步进电机构成，精度很高。一般为每步，更精密的达到。调整机构将根据对准机构的指令调整光纤的相对位置，实现光纤的对准。
(3)电弧放电机构：
熔接机的电弧放电有两跟电极完成。电极尖端加工成至角，电极之间的间隙为。熔接机的放电电流和放电时间均可以调节。
（4）电弧放电和电机驱动的控制机构
驱动机构由丝杆和步进电机构成。为了实现光纤的对准过程，使V型槽可以在X、Y、Z三个方向上平动。
【实验步骤】：
1.准备实验
进入实验室，洗手，阅读实验说明书，辨认实验仪器。
2.待熔接光纤的处理
为了保证两根光纤的直径一样，我们将一根长光纤剪为两段，作为两根光纤。
用光纤剥线钳剥除套层，再剥除光纤被覆。
用蘸有酒精（挥发较快）的镜头纸对裸露的光纤擦拭两次，之后用镜头纸的两边干燥的部分对裸露的光纤再擦拭两次，以去除光纤表面的被覆残留。
用光纤切割刀切断长为10～15mm的光纤。再用显微镜观察切割后的端头，对比切割前后的状况。拍摄一对切割好的光纤端头存盘。

图2切割好的光纤端头一图3切割好的光纤端头二
1.调节显微镜时，要结合放大倍数和焦距一起调节。
2.图上有些黑点，应当是物/目镜上的灰尘。对实验没有什么大影响。
3.切的端面可能不太完整，但显微镜分辨率有限（只能放大45倍），故看起来比较平整。
3.接通电源后开机并进行相关的设定
取出并且启动熔接机，初始化结束后，将熔接方式设定为自动方式；在熔接条件中的光纤种类选项中，将光纤种类设定为SMF，即单模光纤。
此次实验中，熔接机有问题，有时屏幕一直在闪，这时需要重新启动熔接机。
4.利用熔接机进行光纤的熔接
将处理好的光纤放入熔接机的V形槽中，使光纤的端面进入蓝色的熔接部位上方。要注意光纤放置的时候，光纤应大致位于V形槽和电极的中间。不能拿手触碰熔接机内部，熔接机较难清洗，为防止手抖动太厉害，可以靠着熔接机。
按SET按钮开始自动熔接。
熔接完成后，记录下屏幕显示得熔接参数。
表1光纤熔接数据
接头盒序号光纤序号损耗
/dB切断角（右）/deg切断角（右）/deg变形量/deg偏轴量/放电强度/step张力/g1001990.000.100.850.570.0000170200
偏心量（左）/偏心量（右）/纤心（左）/纤心（右）/0.290.194.594.17数据分析：
1).实验中所得到的损耗0.00dB并不能真实反应实际损耗，因为推定精度为1%。
2).切断角越小说明切割越好；放电强度根据不同光纤类型而有不同设置，多模光纤放电强度较单模的大；偏心量越小损耗会越小；左右光纤的纤心相差不大，说明为同一种光纤。
完成一次后，之后几次一直出现两光纤芯径不对，但是两根光