МЕХАНИЧЕСКАЯ ВОЛОКОННАЯ ПОЛИРОВКА
Разъемы играют ключевую роль в оптоволоконной связи. Отделка полированного торца разъема определяет качество его передачи световой волны. Следовательно, все полированные разъемы, используемые для связи, должны соответствовать строгим стандартам и спецификациям. Некоторые люди на местах считают, что достигнут самый высокий уровень производительности, в то время как другие полагают, что есть возможности для улучшения. Рабочая сила, разработанная для этой области, состоит из техников, чьи инструменты превратились из ручных устройств в высокоточное оборудование. Эти машины в сочетании с опытной рабочей силой создают путь для глобального общения.
Первоначально полировка разъемов выполнялась вручную одним оператором. После нескольких лет роста установилась традиционная производственная линия. Крупные производители кабельной сборки («Дома перемычек») имели десятки людей, каждый из которых полировал один разъем за раз (и по сей день ручная полировка продолжает играть свою роль). Хотя ручная полировка может быть практичной для некоторых применений, она очень непрактична для полировки в больших объемах или для эффективного и повторяемого соответствия строгим спецификациям. Альтернатива, механическая полировка, является экономически эффективным методом, который производит большие объемы соединителей, уровни производительности которых соответствуют отраслевым стандартам или превышают их. Машина, которая использует определенное движение полировки и проверена на соответствие отраслевым стандартам, будет производить качественные полированные соединители с высокой степенью согласованности от партии к партии.
ПОЛИРОВОЧНЫЙ СТАНОК
Когда пришло время приобрести механический полировальный станок, необходимо задать ряд вопросов:
1. Просты ли в использовании рабочие функции?
2. Предлагает ли устройство простую взаимозаменяемость разъемов?
3. Легко ли получить доступ к полировочным валикам?
4. Есть ли функция настройки давления?
5. Одинаково ли движение полировки воздействует на разъемы со всех сторон?
6. Может ли станок выполнять угловую полировку?
7. Имеет ли производитель возможность поставлять нестандартные крепления при необходимости?
8. Соответствуют ли конечные результаты текущим конечным стандартам и / или превышают ли они их?
Качественный полировщик производства ответит «да» на все эти вопросы.
Подробно, машина для полировки волокна будет иметь:
1. Таймер - настраиваемый таймер, позволяющий использовать заранее заданную временную последовательность операций. Сроки оказались решающими в получении спецификаций производительности разъема. Таймер должен иметь настройки времени от 0 до 60 секунд.
2. Устройство для настройки давления - полировальный станок должен иметь возможность регулировки нагрузки под давлением. Давление в сочетании с твердостью полирующей поверхности позволит машине получить требуемую геометрию торца соединителей. Это устройство должно иметь установочный инструмент, который имеет четко обозначенные разделы измерения.
3. Взаимозаменяемость держателей соединителей - держателей соединителей, которые можно быстро и легко вынимать, обеспечивают увеличение производительности, сокращение времени простоя и повышение производительности. Машина, которая предлагает держатели соединителей для всех типов соединителей, повышает гибкость производства.
4. Наличие держателей соединителей. При оценке оборудования важно учитывать имеющиеся держатели соединителей. Важно, чтобы у производителя были доступные держатели для стандартных разъемов, используемых по всему миру - SC, FC, ST - для конфигураций ПК и APC.
Кроме того, производитель должен иметь возможность предоставить ряд держателей разъемов, выходящих за рамки «стандартов» - универсальность в этой области сведет к минимуму упущенные возможности и максимизирует способность удовлетворять запросы потенциальных клиентов.
5. Съемные полировальные валики - на полировальных валиках нанесены полировочные пленки, которые воздействуют на торцевую поверхность разъема. Они должны быть легко удалены и заменены. Это минимизирует загрязнение, увеличивает выходной разъем и увеличивает срок службы полирующей пленки.
6. Движение полировки. Ключевым элементом высококачественной системы полировки является движение поверхности, которая выполняет полировку. Если полирующее действие не сбалансировано равномерно со всех сторон, производительность соединителя пострадает, а стоимость возрастет из-за бракованного материала и чрезмерно быстрого износа полировочных пленок. Для получения стабильных результатов высокого качества, машина должна обеспечить движение орбитальной полировки - круговое колебание.
7. Может ли машина выполнять полировку под углом - Хотя новые методы полировки, такие как MPC (максимальный физический контакт), позволяют готовым разъемам ПК достигать результатов APC (угловой физический контакт), необходимость полировки под углом является обязательной. Угловая полировка (обычно полированная до 8 °) необходима, когда требуются показания обратного отражения <–65>
Полировщик должен предлагать возможность полировки разъемов Flat, с отделкой для ПК или APC. Не следует покупать разные машины для разных типов лаков. Качественный полировщик будет иметь возможность выполнять все виды полировки.
8. «Рецепт» для соответствия стандартам. Стандарты для современных соединителей являются строгими. Важно, чтобы производитель станка, наряду с хорошим, предпочтительно иллюстрированным руководством по эксплуатации, предоставил конкретные «рецепты» полировки для получения спецификаций разъема (описанных в разделе ниже), и чтобы у вас были открытые линии связи с производителем, чтобы держать вас в курсе этой развивающейся технологии.
КРИТЕРИИ ПРИНЯТИЯ ПОЛИРОВОГО КОНЦА ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ
В области связи необходимы высокие стандарты для передачи по телефону и еще более высокие стандарты для передачи CATV - при этом очевидное движение к более высоким стандартам зависит от логики использования телефонных линий для CATV. Одномодовые разъемы используются для обеспечения оптимальных результатов, и эти оптимальные результаты зависят от качества полированных торцевых поверхностей разъема. В частности, это измеримые рабочие характеристики.
которые контролируются при полировке разъемов. Характеристики, которые должен обеспечить полировочный станок:
1. Обратное отражение
2. Вносимая потеря
3. Смещение вершины
4. Радиус кривизны
5. Подрезание / выпячивание волокна
6. Проверка торца разъема
1. ОБРАТНОЕ ОТРАЖЕНИЕ
Обратное отражение - это свет, отраженный обратно через волокно к источнику, который пропускает световую волну. Отражение света происходит в точке контакта двух разъемов, когда они соединены. Высокий уровень обратного отражения вызовет проблемы передачи для систем, которые зависят от скорости и четкости волоконно-оптической системы, поскольку желаемые высокие скорости передачи данных могут привести к ошибкам в битах, если сигнал искажен. Текущий отраслевой стандарт обратного отражения составляет <-55>
Разъемы обычно называются ПК, SPC, UPC и APC. Это термины, которые описывают торцы соединителя, а также относятся к обозначению обратного отражения:
• ПК (физический контакт)
Описание контактного сферического торца Заднее отражение Значение = –35дБ
• SPC (супер физический контакт)
Описание контактного сферического торца Заднее отражение Значение = –45дБ
• UPC (Ультра Физический Контакт)
Описание контактного сферического торца Заднее отражение Значение = <>
• APC (угловой физический контакт)
Описание контактного углового сферического торца. Угол выбора составляет 8 °. Этот угол отклоняет обратное отражение до <-65>
Производитель полированных кабелей может видеть любое из указанных значений, включая общий «промежуточный» <-50 дб,="" но="" растущее="" требование="" -="" upc=""><-55 дб),="" что="" сильно="" зависит="" от="" потребностей="" передачи="">
2. ПОТЕРЯ ВСТАВКИ
Вносимые потери - это количество оптической мощности, потерянной на границе двух разъемов. Плохие показания вносимых потерь, как правило, являются результатом несовпадения волокон, разделения между соединениями (также называемого «воздушным зазором») и / или качества отделки на конце соединителя.
Потери при вставке зависят от оборудования для полировки и метода, используемого для полировки. Машина, которая производит плохую геометрию торца, почти всегда генерирует неприемлемые уровни потерь. В настоящее время заявленный стандарт для вносимых потерь составляет <0,5 дб,="" но="" обычно="" ожидаемый="" уровень="" стал=""><0,3> В дополнение к вышеупомянутым рабочим характеристикам, существует определенная геометрия продукта, заданная для обеспечения надежности и постоянной надлежащей работы соединителя в неблагоприятных условиях, таких как вибрация и циклическое изменение температуры. Эти характеристики зависят от высокого уровня контроля, который обеспечивает механический полировщик.
3. APEX OFFSET
Термин Apex определяет самую высокую точку на сферической поверхности на торце соединителя. Смещение вершины - это измеренное расстояние между центром волокна и фактической высшей точкой полированного разъема.
Хотя Apex Offset описывает физическое состояние полированного волокна, а не параметр производительности, он сам по себе считается критерием приемлемости. Чрезмерное смещение вершины способствует высокой потере вставки и высоким показаниям обратного отражения.
4. РАДИУС КУРВАТУРЫ
Радиус кривизны - это измерение сферического состояния торца соединителя. Радиус, генерируемый на торце соединителя, влияет на характеристики соединителя и, таким образом, указывается - радиус должен быть таким, чтобы при сопряжении с другим соединителем большая часть возникающего сжатия применялась к материалу, окружающему волокно (также называемый наконечником). поглощение). Как правило, используемые наконечники предварительно радиуса. Радиус сохраняется во время полировки путем приложения давления между соединителем и упругой полирующей поверхностью, путем приложения веса или путем установки сжатия по размеру (это все более редкое явление, но формирование наконечника с плоским концом в конец ПК все еще выполняется посредством та же самая базовая техника приложения давления к упругой поверхности). Чем тверже упругая полирующая поверхность, тем больше будет результирующий радиус соединителя (более плоский). И наоборот, чем мягче полирующая поверхность, тем меньше радиус соединителя. Правильный радиус в сочетании с недостаточным срезом волокна обеспечивает правильное сжатие волокна к соединителю. Промышленная спецификация радиуса кривизны составляет 10-25 мм. Этот диапазон учитывает максимальную производительность соединителя.
5. ВОЛОКНА ПОДНЯТИЯ / ПРОТРУЗИЯ
Когда волокно утоплено в наконечнике соединителя, используется термин «Подрез волокна». Когда волокно выступает над наконечником, это называется «выступ волокна». Измерение этой характеристики выполняется с помощью интерферометра. Интерферометр отображает смещение интерференционных линий, которые проходят по волокну.
Большинство последовательностей полировки начинаются с агрессивных материалов, карбида кремния для удаления эпоксидных и алмазных притирочных пленок для начальной и промежуточной полировки, которые удаляют как наконечник, так и волокно с одинаковой скоростью. Однако на последнем этапе полировки используется менее агрессивный материал, обычно диоксид кремния, поскольку он воздействует только на волокно. Если на заключительном этапе полировки используется агрессивная пленка, это приведет к чрезмерному подрезанию.
Чрезмерное подрезание волокна обычно указывается как более 50 нм. Подрезка волокна - это состояние, которое влияет как на обратное отражение, так и на потери при вставке Когда соединители соединяются, материал обжимного кольца, окружающий волокно, сжимается, что оптимально позволяет волокнам с приемлемым подрезом / выступом вступать в контакт. Волокна, которые не вступают в тесный контакт
есть воздушный зазор. Воздушный зазор приведет к недопустимым измерениям обратного отражения и вносимых потерь.
Волоконный выступ также имеет предел - приемлемым является выступ 50 нм - как подрез, так и выступ являются результатом процесса полировки. При наличии чрезмерного выпячивания в процессе сопряжения разъема могут произойти сколы и / или растрескивание волокна.
6. ПРОВЕРКА СОЕДИНЕНИЯ
Для измерения критериев эффективности, обратного отражения и вносимых потерь, доступны счетчики, которые обычно знакомы полировщикам. Геометрические критерии, смещение вершины, радиус кривизны и подрезание волокна подтверждаются с помощью интерферометра.
Визуальный осмотр всегда будет играть важную роль в оценке полированной поверхности (см. Диаграмму ниже), но для подтверждения геометрии необходим все более широко используемый интерферометр. Интерферометры доступны из ряда источников, начиная от источников, которые обеспечивают монитор, по которому пользователь определяет приемлемость продукта, до компьютерных программ, которые обеспечивают печатное считывание, которое включает в себя все рабочие характеристики и геометрические характеристики разъема.
МЕТОДЫ ПОЛИРОВКИ
Критическим для правильной полировки является прикладной процесс - техника, которая приводит к удовлетворению различных
технические характеристики.
Ранние соединители были изготовлены с плоскими торцами, которые были определены как близкие (линейный допуск на SMA, например, составляющий 8 микрон), но слишком конкретно избегали реального контакта. По мере развития полировки была разработана концепция ПК (физического контакта) - сферические торцы с фактическим физическим контактом волокон - отделка ПК привела к значительному улучшению характеристик, поскольку был устранен воздушный зазор, что позволило увеличить пропускание световой волны.
Ранние разъемы для ПК, предшествовавшие разработке распространенных в настоящее время обжимных наконечников, требовали сферического формирования их плоских торцов в процессе полировки. Эти традиционные методы полировки для одномодовых разъемов для ПК включали четырехэтапный процесс: удаление эпоксидной смолы, формирование наконечника, предварительную полировку и окончательную полировку. На этих этапах использовались агрессивные материалы для этапов удаления эпоксидной смолы и формирования обоймы, обычно выполняемые с использованием алмазной полирующей пленки. Теперь, однако, почти все разъемы «предварительно радиизированы», и процесс полировки должен избегать чрезмерного разрушения сферической поверхности - то, что механизированный процесс может делать хорошо (а ручной процесс плохо). В результате сокращение времени цикла и изменение градаций пленки для адаптации к текущим конфигурациям разъема оживило традиционные методы полировки. Теперь традиционный четырехступенчатый процесс значительно улучшен (удаление эпоксидной смолы, начальная полировка, промежуточная полировка и окончательная полировка).
Ниже приведен список методов полировки для одномодовой и многомодовой полировки.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОЛИРОВКА ТЕХНИКА КОММЕНТАРИИ
Более поздние методы полировки показывают, что агрессивные операции удаления эпоксидной смолы и формирования обжимного кольца, которые были ранее популярны, должны быть сведены к минимуму во время процесса полировки, увеличивая зависимость от предварительно сформированного радиуса. Это может быть достигнуто путем использования более мелких марок карбида кремния для удаления эпоксидной смолы и путем замены или даже исключения стадии образования обжимного кольца. Самые современные методы используют трехэтапный процесс; удаление эпоксидной смолы, полировка обоймы и полировка волокна. Этот метод обеспечивает более высокий уровень производительности при сохранении текущих стандартов производительности и приводит к снижению затрат на один разъем.
Машинная полировка является единственным доступным практическим средством для удовлетворения потребностей в повышении производительности и производительности. В той степени, в которой ручная полировка может быть эффективной, она требует высокой производительности от высококвалифицированного персонала (для повторяющихся и монотонных задач), а по мере усложнения спецификаций - SPC, UPC, APC - ручная полировка становится неразумной (если не невозможной) ) задача. Как и в других областях «высоких технологий», способность машин выполнять повторяемые сверхточные задачи является ответом.
Как описано выше, у Полировочной машины должны быть хорошие инструкции и «рецепт» для производства полированных соединителей, которые соответствуют всем спецификациям. Однако существует ряд переменных, которые влияют на процесс, который отрасль продолжает изучать и развивать. Важно, чтобы выбранная машина имела возможность внедрять новые разработки и чтобы производитель держал вас в курсе и был доступен для поддержки и советов.
ПОЛИРОВКА СОВЕТЫ И РАССМОТРЕНИЕ ПРОЦЕССА
В некоторых случаях пользователь станка узнает о некоторых факторах, которые включают переменные, отличные от самого полировщика. Следующее - несколько пунктов, которые обычно пропускаются.
1. Полировочные пленки
2. Эпоксидная смола
3. Чистота
4. Смазка
1. Полировочные пленки - пленки являются наиболее значимым фактором в ваших операциях полировки. Качество и градации варьируются от поставщика к поставщику. При разработке технологии полировки необходимо тщательно выбирать тип пленки, марку и размер частиц. Чрезмерно агрессивные пленки могут разрушить волокно 125 мкм, а сферический радиус может быть нарушен без возможности восстановления. Кроме того, решающее значение для реальной стоимости имеет начальная стоимость полировочной пленки, так как она связана со сроком службы, которую обеспечивают пленки - она может значительно различаться у разных производителей.
Совет. Очистите каждый кусок полировочной пленки до и после каждого использования. Чистота (обсуждается
ниже) увеличит срок службы пленки и снизит стоимость одного разъема.
2. Эпоксидная смола - различные типы эпоксидных смол можно легче удалить с помощью специальных марок полировальных пленок из карбида кремния. Пленки, которые следует использовать на этом этапе, зависят от типа эпоксидной смолы и размера эпоксидного валика, установленного на торцевой поверхности разъема. Различные эпоксидные смолы имеют различные уровни твердости - некоторые являются липкими, а некоторые - твердыми - твердые эпоксидные смолы легко удаляются с помощью пленок с более крупными частицами (20 мкм, 30 мкм и т. Д.), Тогда как более мягкие эпоксидные смолы лучше подходят для пленок с более мелкими размерами частиц, т.е. 9 гм, 5 гм и т. д.
Совет. Эпоксидный валик, который остается на соединителе перед полировкой, должен быть сведен к минимуму (размер булавочной головки). Это продлит срок службы всех полировочных пленок. Кроме того, попробуйте различные градации карбида кремния, пока не найдете эпоксидную пленку для удаления, которая лучше всего подходит для ваших нужд.
3. Чистота. Экологически чистая среда необходима, когда требуется оптимальная полировка коннектора. Для минимизации загрязнения необходимо пять предметов:
1. Деионизированная / фильтрованная вода
2. Изопропиловый спирт
3. Безворсовые ткани
4. Безворсовые тампоны
5. Консервированный воздух
Деионизированная / фильтрованная вода - необходима чистая вода, чтобы не допустить разрушения лака посторонними частицами. Водопроводная вода и другие источники воды содержат частицы (грязь) размером до 15 микрон. Мусор такого размера разрушит полированный разъем. Деионизированная или фильтрованная вода исключит эту возможность.
Изопропиловый спирт - спирт следует использовать для очистки полировочных пленок, соединителей и окружающей области (внутри автоматического полировщика) до и после каждого этапа полировки. Это практически исключит любые частицы или мусор из
переход к следующему этапу полировки.
Безворсовые ткани - ткани будут использоваться для нанесения спирта на пленки, соединители и машину. Ткани также будут использоваться для сушки торца соединителя до стадии тестирования и проверки процесса полировки.
Ватные тампоны без ворса. Всегда очищайте эталонные счетчики, а соединительные муфты пропитывают тампоны спиртом. Измерительные приборы и сцепные устройства являются наиболее игнорируемыми частями оборудования при создании окружающей среды без загрязнения. Очистка испытательного оборудования должна стать привычкой. Повторное использование этих инструментов приведет к накоплению мусора. При надлежащем поддержании правильные результаты могут быть гарантированы с уверенностью, не говоря уже о том, что устранение неполадок приведет к снижению производительности.
Консервированный воздух - это очень полезно для удаления мусора из соединителей соединителей. Его также можно использовать в качестве обычного чистящего средства для удаления пыли с разъемов, пленок или рабочей станции.
Совет. Периодически проверяйте поверхность эталонного кабеля на наличие дефектов. Подключение и отключение приведет к накоплению мусора в течение определенного периода времени. Очистите поверхность спиртом, используя безворсовую ткань. Кроме того, в какой-то момент ссылка должна быть обновлена. После повторной полировки эталонный кабель необходимо заменить.
4. Смазка - деионизированная вода, отфильтрованная вода и суспензии при правильном использовании могут привести к повышению производительности разъема. Лучшие решения имеют очень маленький размер частиц 20-60 нм. Размер частиц раствора должен составлять не менее половины размера конечной полирующей пленки. Решения используются для уменьшения возвратных потерь на 5 дБ. Будьте осторожны с коллоидными растворами. Они имеют тенденцию к быстрому высыханию и могут разрушить полироль, если ее быстро не снять с торца соединителя. Также поместите раствор в сухую зону при комнатной температуре. Защитите решения от низких температур. Многие решения теряют способность улучшать производительность, поскольку они становятся более твердыми (плотными).
Совет – Разбавьте раствор. Любой диапазон от 2 до 5 частей отфильтрованной / деионизированной воды на одну часть раствора может улучшить ваши показатели.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Механические полировальные машины предоставляют производителям волоконно-оптического кабеля и производителям оригинального оборудования экономичные средства удовлетворения высоких производственных требований при сохранении требуемого высокого уровня качества. В то время как использование полировальных машин стало необходимостью, важно использовать суждение при выборе машин. Разумно, чтобы у производителей запрашивались объективные доказательства для подтверждения заявленных характеристик (наличие автоматического тестового оборудования, предоставляющего печатную копию результатов испытаний, делает это возможным), для предоставления ссылок и образцов ваших компонентов для вашей собственной проверки. Не забывайте, что это все еще динамичное и растущее поле. Соединители будут меняться, а методы обработки улучшатся. Важно иметь оборудование, которое может легко адаптироваться к изменениям конфигурации разъема и технологии полировки. И не менее важно, чтобы производитель оборудования был осведомлен об этих разработках и участвовал в них, а также эффективно общался с пользователями своего оборудования. Высокая производительность и экономичное производство представляют собой проблему для всех нас в отрасли, и кажется очевидным, что эта задача решается эффективно. Это признак светлого будущего для волоконно-оптических коммуникаций, будущего, в котором компания, которая должным образом подготовлена, может процветать.
