光纤熔接工艺流程及施工方法

光纤熔接工艺流程及施工方法1、前言3部分组成，一般单模和多模光纤的5～15μm40～100μm125~600μm激光器中其它元件的耦合以及光纤之间的熔接来说，要求光纤端部必须有光滑平整的表面，否则会增大损耗。2、光纤损耗种类光纤本征损耗光纤本征损耗即光纤固有损耗，主要由于光纤机基质材料石英玻璃本身缺陷和含有OH-吸收损耗和色散损耗。其中散射损耗是由于材料中原子密度的涨落，在冷凝过程中造成密度不均匀以及密度涨落造成浓度不均匀而产生的。吸收损耗是由于纤芯含有金属过渡OH-0.014dB，当模场直径失配20%时，将产生0.2dB的连接损耗。多模光纤的归一化频率V>2.404值越大，模式越多，除了材料色散和波导色散，还有模间色散，一般模间色散占主要地位。所谓模间色散，是β不同，因此群速度不同而引起的色散。此外，光纤几何参数如光纤芯径、包层外径、芯/包层同心度、不圆度，光学参数如相对折射率、最大理论数值孔径等，只要一项或多项失配，都将产生不同程度的本征损耗。光纤附加损耗光纤的附加损耗一般由辐射损耗和应用损耗构成。其中辐射损耗是由于光纤拉制工艺、光纤直径、椭圆度的波动、套塑层温度变化的胀缩和涂层低温收缩导致光纤微弯所致；应用损耗是由于光纤的张力、弯曲、挤压造成的宏弯和微弯所引起的损耗。3、实验装置与结果Er3+980nmLD1546.3nmEr3+3m400ppm，隔离器工作波长范围为16.9mW。但由于光纤激光器各个部件之间均熔接在一起，插入损耗和熔接损耗对整个系统具有非常大的影响。在熔接质量比较好的情况下，总体光光效率可5.3%，在光纤焊接较差的情况下，焊点漏光严重，用转换片可以看到明显的泵浦光泄23%左右。因此如何降低腔内熔接损耗是影响激光器输出功率的关键因素。4、光纤端面处理光纤端面处理也称为端面制备，是光纤技术中的关键工序，主要包括剥覆、清洁和切割三个环节。端面质量直接影响光纤激光器的泵浦光耦合效率和激光输出功率。光纤涂覆层的剥除5cm左右，余纤在无名指和小拇指之间自然打弯，以增加力度，防止打滑，剥线钳应与光纤垂直，上方向内倾斜一定角度，然后用钳口轻轻卡住光纤，右手随之用力，顺光纤轴向平推出去，整个过程3~5cm长的光纤端1~2分钟，用酒精棉擦拭干净。左手捏紧光纤，持纤要平，防止打滑，右手用刀片沿光纤向端头方向，与光纤成一定倾斜角度，顺次剥除表面涂敷层聚合物材料，采用这种方法克服了采用化学溶剂法长时间浸泡光纤腐蚀严重的缺点，而且比用剥线钳或刀片直接刮除更容易、去除更干净，不易损伤光纤包层侧面部分。包层表面的清洁观察光纤剥除部分的包层是否全部去除，若有残留必须去掉，如有极少量不易剥除沾少许酒精（以两指相捏无溢出为宜），折成Ｖ形，夹住已剥覆的光纤，顺光纤轴向擦2～3次后要及时更换，每次要使用棉花的不同部位和层面，这样既可提高棉花利用率，又防止对光纤包层表面的二次污染。光纤端面切割切割是光纤端面制备中最关键的步骤，精密优质的切刀是基础，严格科学的操作规范是保证。常用切刀有笔式切割刀和台式光纤切割刀。使用笔式切割刀切割光纤时，光5mm纤，然后轻轻将切除的端头取下；使用台式光纤切割刀进行操作时，首先要清洁切刀刀V型槽和定位压板，并调整切刀位置使其摆放平稳。切割时动作要平稳自然，勿重、勿急，避免断纤、斜角、毛刺和裂痕等不良端面的产生。表面的清洁和切割的时间应紧密衔接，不可间隔过长，特别是已制备的端面切勿放在污浊的空气中。移动时要轻拿轻放，防止与其它物件擦碰。5、光纤端面研磨研磨工艺影响端面研磨质量的主要因素主要有光纤的安装与定位、端面研磨和检查及测试。其中研磨及测试部分对研制优质光纤端面最为关键。直接影响光纤端面研磨效果的主要因素有：研磨机运转稳定，研磨砂纸颗粒均匀、正确使用研磨片、以及研磨参数设置（力和时间）。目前使用的研磨机按其运转原理一般可分成齿轮传动，皮带传动及连竿传动三类。采用齿轮传动方式，一般马力较强，稳定性较高；采用皮带传动方式，一般马力较小，其转速在高压情况下易发生变化，此外皮带随时间老化后容易出现问题；采用连竿式传动方式，噪音较大，稳定性较低，机身容易抖动并且压力偏低。在整个研磨过程中，不论是研磨机的速度，压力，水或是研磨液，都会使研磨片的效果不一样，故在选用研磨处理时，必须配合各项因素作全盘考虑，采用一个最合理的研磨方案。研磨工序46，3，10.5。48数，配用不同的方案，就可以得到端面质量不同的结果。6、光纤熔接在把光纤放入熔接机Ｖ型槽时，要确保Ｖ型槽底部无异物且光纤紧贴Ｖ型槽底部。机器自动熔接机器开始熔接时，首先将左右两侧Ｖ型槽中光纤相向推进，在推进过程中会产生一次短暂放电，其作用是清洁光纤端面灰尘，接着会把光纤继续推进，直至光纤间隙处在原先所设置的位置上，这时熔接机测量切割角度，并把光纤端面附近的放大图4所示的图像就要重做。纤芯/接影响熔接损耗，熔接机会在Ｘ轴Ｙ轴方向上同时进行对准，并且把轴向、轴心偏差参数显示在屏幕上,如果误差在允许范围之内就开始熔接。观察熔接结果熔接过后机器会自动评估，并显示当前熔接损耗，由于是估计值，鼓0.3dB5所示情况，必须调整机器设置，重新制作光纤端面后进行熔接，其具体实施1所示。OTDR跟踪监测结果，及时分析产生上述不良现象的原因，采取相应的改进措施。如果多次出现虚熔现象，应检查熔接的两根光纤的材料、型号是否匹配，切刀和熔接机是否被灰尘污染，并检查电极氧化状况，若均无问题，则应适当提高熔接电流。由于光纤在连接时去掉了接头部位的涂覆层其机械强度降低，因此要对接头部位进行补强保护，可采用光纤热缩保护管（热缩管）保护光纤接头部位。热缩管应在剥覆前穿入，严禁在端面制备后穿入。将预先穿置光纤某一端的热缩管移至光纤接头处，使熔接点位于热缩管中间，轻轻拉直光纤接头，放入加热器内