11.1.1. Технологія зрощення волокон шляхом зварювання

Процедура з’єднання ВОК складається в першу чергу з підготовки оптичних волокон (ОВ). З допомогою спеціального набору інструментів волокна звільняють від модуля, в якому вони розміщені, знімають захисну оболонку, очищують і сколюють для отримання плоского торця, перпендикулярного осі ОВ. Після цього торці волокон з’єднують шляхом зварювання чи склеювання. Основна вимога, яка ставиться до волоконних з’єднань – забезпечення мінімальних втрат оптичної потужності.

Для зрощення волокон шляхом зварки використовуються спеціальні зварювальні апарати. До основних функцій, які виконує зварювальний апарат, відносять оцінку та вирівнювання волокон, проведення зварки і оцінку її результатів. Для юстування волокон в основному використовують три основні методи: вирівнювання волокон по зображенню в паралельному пучку світла, по максимуму потужності випромінювання переданого через зварне з’єднання та по інфрачервоному сигналу серцевини і оболонки нагрітих в дузі електричного розряду. У всіх апаратах використовується система грубої настройки, яка базується на першому методі. Два інших методи використовуються для більш точного юстування ОВ. Процес зварювання контролюється візуально в двох координатах на рідкокристалічному дисплеї. Після закінчення процесу зварювання проводиться оцінка якості з’єднання. За результатами оцінки приймається рішення про його відповідність встановленим вимогам, або про необхідність повторення зварки. У першому випадку, коли зварне з’єднання відповідає встановленим вимогам, проводять його герметизацію. У другому випадку зварне з’єднання розламують і повертаються до процедури підготовки волокон. Коли всі ОВ кабелю з’єднані, їх розміщують у спеціальному контейнері, що називається оптичною муфтою, в якому також закріплюють кінці кабелів, на яких не знята захисна зовнішня оболонка.

11.1.2. З’єднання волокон за допомогою механічних сплайсів

Основним недоліком зварних нероз’ємних з’єднань є висока вартість обладнання. Дешевою альтернативою зварним з’єднанням є механічні сплайси. В найпростішому випадку механічний сплайс являє собою прецизійну скляну капілярну трубку. У таку трубку, заповнену імерсійним гелем, вводяться попередньо підготовлені волокна. Після дотику торців волокна фіксують механічним притиском або клеєм. Незважаючи на простоту такого з’єднання, оптичні втрати на ньому складають приблизно 0,2 дБ, в той час як втрати на зварному з’єднанні на порядок нижчі (~ 0,02 дБ).

11.2. Роз’ємні з’єднання оптичних волокон

Роз’ємні з’єднання використовують у внутріоб’єктових лініяй зв’язку, коли виникає необхідність багаторазового з’єднання і роз’єднання волокон як між собою, так і з передавачем та приймачем оптичного випромінювання.

11.2.1. Узагальнена конструкція роз’ємного з’єднувача

У деяких випадках виникає необхідність багаторазового з’єднання і роз’єднання волокон як між собою, так і з передавачем та приймачем оптичного випромінювання. У таких випадках використовують роз’ємні з’єднувачі (рис. 11.3). Щоб з’єднати два волокна, на їх кінці встановлюють спеціальні насадки – конектори. Основними частинами конектора є наконечник та корпус, який містить механізм фіксації ОВ та механізм кріплення конектора. Наконечник призначений для підтримки ОВ строго вздовж оптичної осі. Наконечники бувають керамічними, полімерними та з нержавіючої сталі. Кераміка є міцним матеріалом і дозволяє висвердлювати отвори під волокно з високою точністю. Крім того, вона має хороші температурні властивості. Тому її переважно використовують для одномодових волокон. Полімерні наконечники є найдешевшими, однак забезпечують меншу якість з’єднання. Стальні наконечники мають проміжні характеристики. Найбільш поширений діаметр наконечника рівний 2,5 мм. Коли ОВ вставлене у наконечник, його фіксують. Фіксацію волокна у конекторі здійснюють у найпростішому випадку з допомогою епоксидного клею. Інший метод полягає в тому, що корпус конектора має додатковий наконечник, який після вставки волокна з допомогою спеціального інструменту стискують. Щоб не пошкодити ОВ, воно повинно мати захисну оболонку у місці стиску. Ще один механізм фіксації ОВ в конекторі ґрунтується на використанні конструкції додаткового наконечника з різьбою. Фіксація волокна в такому конекторі здійснюється шляхом обертання фіксуючої гайки. При фіксації ОВ частину його трохи випускають назовні наконечника. Це робиться з метою подальшої обробки торця волокна. Щоб підготувати торець залишок волокна відрізають. Після цього торець волокна шліфують і полірують. На цьому установка конектора завершується. Для з’єднання волокон конектори встановлені на їх кінцях вставляють у з’єднувач і закріплюють у ньому. Торці волокон при цьому зводяться впритул одне до одного, забезпечуючи передачу оптичного випромінювання з одного ОВ в інше. Конструкція такого з’єднувача повинна бути достатньо прецизійною, щоб забезпечити якомога менші втрати на з’єднанні. Найвища точність вимагається для з’єднання одномодових ОВ.