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1、光纤研磨工艺光纤研磨工艺介绍 光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用于传播光束的，细小而柔韧的传输介质。它是用石英玻璃或者特制塑料拉成的柔软细丝，直径在几个m到120m。就象水流过管子一样，光能沿着这种细丝在内部传输。光纤的构造一般由3个部分组成：涂覆层，包层，纤芯，如图： 纤芯 包层 涂覆层 62.5m 125m 通过对光纤结构的了解我们知道，光纤结构自内向外为纤芯，包层，涂覆层。 光纤内部一共有两种光折射率，纤芯的折射率为n1，包层的折射率为n2，由于所掺的杂质不同，使包层的折射率略低于纤芯的折射率，即n2n1。在石英玻璃光纤中，包层的折射率仅比纤芯层的折射率略低一点。按几何光学的
2、全反射原理，光线就被束缚在纤芯中进行传输了。 光纤的类型最常见的划分方式是将光纤分为单模光纤和多模光纤。光纤中光线通过的部分被称为光纤的纤芯，并不是任何角度的光都能进入纤芯的，要进入纤芯，光线的入射角必须在光纤的数值孔径范围内。一旦光纤进入了纤芯，其在纤芯中可以使用的光路数也是有限的，这些光路被称为模式。如果光纤的纤芯很大，光线穿越光纤时可以使用的路径很多，光纤就称为多模光纤。如果光纤的纤芯很小，光线穿越光纤时只允许光线沿一条路径通过，这类光纤就称为单模光纤。 1. 单模光纤 所谓单模光纤(Single Mode Fiber)，就是指在给定的工作波长上只能传输一种模态，即只能传输主模态，其内芯
3、很小，约8-10m。由于只能传输一种模态，就可以完全避免模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容量，长距离的光纤通信。它是未来光纤通信和光波技术发展的必然趋势； 纤芯 包层 包层 2. 多模光纤 所谓多模光纤(Multi Mode Fiber)就是指在给定的工作波长上，能以多个模态同时传输的光纤，多模光纤能承载成百上千种的模态。由于不同的传输模式具有不同传输速度和相位，因此在长距离的传输之后会产生延时，导致光脉冲变宽，这种现象就是光纤的模间色散。由于多模光纤具有模间色散的特性，使得多模光纤的带宽变窄,降低其传输的容量，因此仅适用于较小容量的光纤通信； 包层 纤芯 包层 国际
4、上流行的布线标准EIA/TIA-568A 和ISO 11801 推荐使用三种光纤，62.5/125m多模光纤、50/125m多模光纤和8.3/125m单模光纤。 在光纤研磨过程中，光纤的安全性操作是最被关注的问题之一。 光纤犹如人类的头发一样细小。由于光纤是由玻璃和锋利的边缘组成，在操作时要小心以避免被伤害到皮肤。曾经有人因为光纤进入血管而死亡，注意光导纤维不容易被X光检测到，当光纤进入人体后将随血液流动，一旦进入心脏地带就会引发生命危险；因此在进行光纤研磨操作时，应采取必要的保护措施。 1. 安全的工作服 穿上合适的工作服，会增强你的安全感，放心地和其他人一起高效率地工作。一般情况下，在研磨
5、实验中要求穿着长袖的，面料厚实的外衣。 2. 安全眼镜 在一些环境中，带上安全眼镜不仅能保护你的眼睛，而且能减少意外事故的发生。能防止光纤进入眼睛，在选购安全眼镜时应选择受外力而不易破碎或损坏的高质量眼镜。 3. 手套 在进行光纤研磨，熔接等操作时，手套是很有用处的，手套能防止细小的光纤刺入人体，保护操作者的安全。 4. 安全工作区 安全工作区是指进行光纤研磨操作的地点。在选择时应避免选择那些污染严重，有灰尘和污染物的地点，因为在这种地方进行光纤的端接，可能会影响端接的效果。此外也不能选择那些有风区作为工作区，因为在这些地方进行光纤的端接存在一定的安全隐患，空气的流动会导致光纤碎屑在空气中扩散
6、或被吹离工作区，容易落到工作人员的皮肤上，引起危险。 光纤研磨工艺介绍 光纤研磨是指将光纤连接器和光纤进行接续然后磨光的过程。这是一项技术含量很高的复杂工艺，所使用的工具和耗材，如表所示，操作流程如图所示： 表-光纤研磨相关工具 工具名称 光纤剥线钳 专用针管 冷压钳 16头热固化炉 切割刀 光纤研磨盘 专用显微镜 专用剪刀 备注 剥离光纤护套，涂覆层等 注射混合胶水 进行ST头固定操作 进行胶水快速固化 处理多余光纤 进行光纤研磨 观察ST头端面 对光纤进行剪切 耗材名称 ST头和护套 多模光纤 光纤研磨砂纸 清洁布 混合胶水 双面胶 备注 光纤连接器和保护装置 光纤的一种类型 对ST头进行
7、研磨操作 用于ST头端面的清洁 使ST头和光纤连在一起 处理多余光纤 选定工作区、相关准备工作 使用剥线钳去除光纤外表皮，涂覆层等 将混合胶水注入ST连接器内 将光纤插入ST连接器内 使用冷压钳进行固定，并安装压力防护罩 使用热固化炉进行烘干操作 使用切割刀处理多余光纤 使用粗砂纸进行研磨 使用细砂纸进行研磨 使用专用显微镜进行端面观察 完成研磨 图-光纤研磨工艺流程图 基本耗材和工具介绍 操作步骤 1.专用注射器的准备工作 从注射器上取下注射器帽，将附带金属注射器针头插入到针管上，旋转直至锁定。 注意：要保留注射器帽，以便盖住部分使用的注射器并放入盒中供以后使用。 2混合胶水的配制 将白胶和
8、黄胶以3：1的比例进行调配。并将调配均匀的混合胶水灌入专用针管内，完成后放在一边待用。 注意：此种混合胶水有一定的使用时限，大约在2到3个小时后会自动干硬，因此希望及时使用。 3光纤护套的安装 按正确的方向将压力防护罩推过光纤。 注意：在安装光纤护套时，请注意安装的先后顺序。 4护套剥除 使用剥线钳，将光纤的最外层进行剥离，注意在剥离时将剥线钳和光纤成45度角，并且在剥线时请注意光纤剥线长度。 注意：使用剥线钳时不宜用力过猛，以免导致光纤折断。 5测量长度 按模板所示，用提供的模板卡量出并用记号笔和标记缓冲层长度。 6剥离光纤缓冲层、涂覆层 再次使用剥线钳，使用较小的锯齿口，分至少两次剥去缓冲
9、层、涂覆层。 注意：请先确保工具刀口没有缓冲层屑，如有请事先清理。 7去除光纤表面的残余物 剥去缓冲层后，使用专用的干燥无毛屑的清洁纸，将光纤上的任何残余物都擦净。 注意：必须擦去所有护套残余，否则光纤会无法装入连接器。擦净光纤后切勿再触摸光纤。 8将混合胶水注入ST头内 抽出连接器的防尘盖，并将注射器的尖端插入ST连接器直至稳定。然后向内注射混合胶水，直至ST头的前端出现胶水，就可将注射器慢慢后移，移动的过程中也要注入混合胶水。使整个ST头内都充满胶水，这样就能确保光纤和ST头能紧密的连接。注意不要注射太多，以防胶水倒流。 9将光纤插入ST头内 将光纤插入ST连接器内，由于已经注入了胶水，会
10、有一定的润滑作用，但在具体操作时还是要靠个人的手感，直到光纤露出连接器外为止。 10安装金属护套 当成功完成上一步工作后，就可将金属护套上移，使其抵住连接器的肩部。 注意：金属护套主要是起到固定作用，通过压制，它能将ST头和多模光纤紧密的连接在一起。 11使用冷压钳进行固定 使用冷压钳进行压制，使ST头和多模光纤紧密的连接在一起，使用冷压钳时应充分合拢，然后松开。 12再一次使用冷压钳进行固定 完成第一次压制后，将ST头转一个方向，再进行一次固定，从而确保多模光纤和ST头之间连接的紧密性。 13安装压力防护罩 将压力防护罩上移，直至ST头连接器的肩部，使得整个连接部分都能得到保护。 14准备热
11、固化 由于采用的是混合胶水，这种胶水并不带有速干功能，因此需要进行固化烘干。这里使用的16头热固化炉，在使用前需要进行预热，预热时间大概是5分钟。 15开始热固化 当预热完成后，将ST头插入热固化炉内，开始进行烘干，所需要的固化时间一般是10到15分钟。 注意：在将ST头插入热固化炉时，请格外小心，防止光纤折断在固化炉内。 16对多余光纤进行切割 用光纤切割刀的平整面抵住ST头前端，要小心地在靠近ST头前端和光纤的横断面刻划光纤。请仅在光纤的一面刻划。 注意：刻划时请勿用力过大，以免光纤断路或产生不均匀的裂痕。 17多余光纤的处理 使用双面胶布将切割下来的多余光纤进行收集，使多余的光纤粘在双面
12、胶布上，并保存在安全的位置。 注意：光纤碎屑是不容易看到的。如果没有正确的处理，玻璃纤维可能会造成严重伤害。 注意2：注意在研磨前请勿碰撞或刷光纤的端面。 18研磨准备工作 在开始研磨前应先将各种类型的砂纸，研磨盘，清洁纸，护垫，纯净水准备好。 19对光纤头进行初次研磨 1号砂纸 ST连接器用一只手握住，另一只手握住砂纸，进行研磨。用ST头前端，以“8 字”方式轻刷研磨砂纸的糙面，以便将光纤小突起磨成更光滑，更容易研磨的尖端。保持此动作直至尖端几乎与光纤端面齐平。 20正式研磨的准备工作 1号砂纸 将ST连接器插入研磨盘中，并在砂纸上倒上少许清水，加水的原因是为了使研磨更加顺畅，然后就可以开始
13、研磨了。 21开始研磨 1号砂纸 轻轻握住ST连接器,使用“8”字研磨方式，开始进行研磨，应掌握研磨的力度，防止光纤产生碎裂。研磨一段时间后，就应使用显微镜进行观察，查看端面是否平整，是否可进行细磨。 22开始细磨 2号砂纸 轻轻握住连接器，施以中等压力并以 50-75mm(2-3in)的“8 字”方式研磨 25-30 转。 注意：研磨时，切勿用力过大。研磨一段时间后，应使用显微镜进行观察，查看端面是否平整，是否已经符合要求。 23研磨 要优化连接器光学性能同时尽量延长研磨砂纸的使用寿命，每研磨 14 个连接器就使用砂纸的不同部位。使用砂纸的 5 个部位可以保证每张砂纸都可以研磨 70 个连接
14、器。另外尖端上粘合剂的量，“8字”的大小以及研磨压力大小都会影响砂纸寿命。 24研磨后清洗连接器端面 研磨结束后，需要使用清洁布将连接器的端面进行擦拭，将研磨时所遗留下来的纯净水，灰尘等一并除去。 25使用显微镜进行观察 用显微镜观察研磨后的连接器端面，以确保在光纤上没有刮伤、空隙或碎屑。如果研磨质量可以接受，须将防尘帽盖到连接器上，以防止光纤损坏。 26研磨设备的清洗保存 从研磨盘上取下连接器，并使用浸润了 99% 试剂级无水酒精的无毛屑抹布或浸透酒精的垫子清洁连接器和研磨盘。在储存前务必用蒸馏水或无离子水彻底冲洗砂纸的表面以保证砂纸的下次使用时处于最佳状态。 27成品 通过上述步骤完成两个ST头的研磨后，通过测试的光纤跳线，就能被使用在各种网络通讯中了。
