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评估光纤端面质量的光检测方法

发布时间:2019-01-11 12:54:02 阅读: 来源:竹窗帘厂家

光纤连接处出现问题是网络故障的主要原因,因此光纤端面的检测至关重要。本文讨论了3种主要的端面检测方法。

光纤端面加工质量对光纤通信系统的整体性能影响较大,据估计,网络中半数以上的损耗是由光纤连接不理想造成的。

光纤端面检测技术可以查出两类主要的加工问题:几何问题和清洁问题。几何问题通常是在抛光或处理的过程中造成的,光纤工作时其影响不会发生变化。该问题可以通过光干涉显微镜和执行端面检测程序的专门软件探测出来,实现干涉检测过程的硬件和软件现在已经比较完善,遵循一系列业内广泛接受的标准。

“清洁”一词则被广泛用于描述光纤端面永久性损伤(例如划伤、裂痕或凹点)和临时性污染(污垢、油渍、水或清洗剂的残留)。保持连接头的清洁是光纤生产整个过程中都需要注意的问题,在装配过程中的任意环节都有可能对接头造成损害和污染。

由于缺乏相应的标准,加上主观认知差异、测试的准确性低,以及没有可重复的测试方法,想要确定可以接受的端面污染程度十分困难。然而额外的损伤可能导致数据丢失,破环网络连接性,端面检测对于通信和数据应用非常关键。如果是高功率应用,这些损伤可能带来灾难性的后果,严重的会造成连接头完全失效。

本文将介绍目前生产、研发和终端用户实现清洁检测的不同方法,讨论3种2D光检测技术能够多大程度地评估端面加工质量,比较了每种方法的优势和不足之处。这3种方法包括操作者通过显微镜的人工检测,操作者借助“辅助”软件操作显微镜的半人工检测,以及全自动的检测系统。

检测的内容、时间和地点cDn光波通信

端面检测(EFI)需要应用在整个供应链系统的各个环节。光缆生产过程通常有如下几个检测点:抛光过程结束后,中间测试的过程中,以及最终测试。QA部门需要在污点检测、新流程或产品研发、认证或常规维护过程中应用EFI。最终用户则在QA、常规维护和可靠性测试环节应用EFI。

光纤接头的端面缺陷包括划伤、凹点、裂痕、松脱或固定的污染,典型地可分为划伤和颗粒污染两大类。擦伤的定义是比端面直径大得多的损伤(通常>30:1),所有其它损伤统一定义为颗粒污染或损伤。

擦伤通常是抛光过程中形成的,但在光纤插拔等在线业务操作过程中也有可能产生。在给定焦距下的某一画面中凭肉眼观察很难区分擦伤和裂痕,凹点则是永久的、不规则的材料损伤,通常是因为不规范的操作导致,或是在生产和接头插拔过程中产生。

接头端面的潜在永久性损坏是业内工程标准流程在光接头连接之前的清洁和检测过程需要考虑的首要问题。暂时性的污染如污垢、灰尘、油渍或其它材料污染可以通过一系列清洁流程去除,而永久性的污染(定义为无法去除的污染,除非重新抛光)包括环氧材料残余、污垢或是内嵌的颗粒杂质。

检测准则cDn光波通信

检测准则最初由光系统厂商自己研发,最近被接受为IPC-8497-1国际标准。这些准则有着各自的目标,区别在于测试通过与否的指标不同。检测准则定义了一系列以光纤核心为圆心的区域,不同区域的重要性各不相同。区域的数目和具体的直径数值取决于光纤(单模或多模)和套管的类型。

最靠近纤芯的区域是最关键的,标准规定了单模光纤这一区域不能存在可见的擦痕,多模光纤也只允许极少量的小擦痕。这样的损伤已经被证明带来了更大的插入损耗,减少了反射,从而降低了光链路传输质量。IPC标准对于其它3个区域的限制有所放松,即被覆层、环氧层和针对陶瓷等套管式连接单模光纤的接触层,对于这些区域损伤进行规范的原则更多地和通过连接头连接时给纤芯带来的损耗多少有关,而加工质量的影响变得次要。有一个公认的结论是较大的颗粒杂质很可能导致连接头匹配不当,从而使得反射损耗指标下降。

在特定的情况下,特别是高功率应用中的标准更加苛刻,从而防止热量累积带来的接头失效。此时,检查所有区域的颗粒杂质的可靠的检测机制至关重要。这些应用就需要借助相应的工业和用户自定的标准。

人工、半自动和自动检测cDn光波通信

人工检测是目前最常用的检测手段,这也是因为传统的PC系统没有足够的软硬件能力,缺乏行之有效的算法来准确地检测和区分细小的瑕疵,尤其是很浅的划痕。许多人认为人工检测依然是目前大多数应用性价比最高的可行方案,检测过程简便快捷,尽管需要耗费一定的人力,检测结果主观性很强,检测人员需要接受较高级别的培训才能获得可重复的检测结果。

人工检测需要用到一架视频光纤显微镜、一套接头固定装置和一台视频监控器。显微镜将光纤端面的图像放大并显示到监控器上,其典型的测试环境如照片1所示。

照片1:人工光纤检测

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