摘要：光纖接續(xù)技術(shù)是光纖應(yīng)用領(lǐng)域中最廣泛、最基本的一項(xiàng)專門技術(shù)。無(wú)論是從事光纖通信研究、光纖和光纜生產(chǎn)還是光纜工程施工、日常維護(hù)，都離不開(kāi)光纖接續(xù)。接續(xù)光纖的方法主要分永久性的固定接續(xù)法和可拆卸的連接器連接法以及臨時(shí)性光纖接續(xù)三大類，其中固定接續(xù)法以熔接法為主。
　　
　　關(guān)鍵詞：光纖通信；端面處理；光纖熔接；熔接質(zhì)量
　　1光纖端面處理技術(shù)
　　光纖端面處理也稱為端面制備或末端處理，技術(shù)工序主要包括光纖涂覆層的開(kāi)剝和光纖切割兩
　　個(gè)環(huán)節(jié)。端面質(zhì)量直接影響光纖激光器的泵浦光耦合效率和激光輸出功率。通信光纖是圓柱形介質(zhì)波導(dǎo)由纖芯、包層和涂敷層三部分組成，單模光纖的纖芯直徑僅為4—10m，包層直徑為125m。
　　經(jīng)過(guò)處理的光纖端面必須是光滑平整的表面，否則會(huì)增大損耗。
　　1．1光纖涂覆層的開(kāi)剝技術(shù)
　　光纖涂覆層的開(kāi)剝方法，要求操作方便，光纖表面不帶傷痕，以保障強(qiáng)度不下降。目前多使用光纖剝線鉗進(jìn)行開(kāi)剝，開(kāi)剝光纖時(shí)左手拇指和食指捏緊光纖，所露長(zhǎng)度為60—70mm，余纖在無(wú)名指和小拇指之間自然打彎以增加力度，剝線鉗應(yīng)與光纖垂直，上方向內(nèi)傾斜45角，然后用鉗口輕輕卡住光纖，右手隨之用力，順光纖軸向平推出去，整個(gè)過(guò)程如行云流水要自然流暢，一次成功。開(kāi)剝的單模光纖長(zhǎng)度為35—50mm，用藥棉或無(wú)塵試紙沾上無(wú)水酒精將光纖擦拭干凈，露出白色透明的光纖包層。
　　1．2光纖切割技術(shù)
　　切割光纖時(shí)，注意不要造成容易產(chǎn)生接續(xù)損耗的不完整性端面(端面傾斜、彎曲、粗糙)。可以利用玻璃的特性來(lái)切斷光纖，切割玻璃時(shí)使其表面產(chǎn)生傷痕然后施加張力，通常就可以獲得平滑的切
　　口，這是因?yàn)椴ＡЬ哂写嘈裕�切割光纖時(shí)就是利用這種特性。現(xiàn)在使用的電動(dòng)超聲波光纖切割機(jī)，就是采用刀片劃出痕跡后再給光纖施加拉伸應(yīng)力使其斷裂，所以能切出理想的光纖端面。光纖端面的傾斜角度對(duì)光纖接續(xù)損耗影響很大。由傾斜角起的損耗q為：=1．3X(／)(dB)。式中：：為包層折射率、為因角度偏離引起熔接后軸心彎曲角度、為波長(zhǎng)。實(shí)踐證明使用各種不同的切割刀，得到的光纖端面傾斜角度不同。端面傾斜角度超過(guò)1度，熔接后的接續(xù)損耗會(huì)達(dá)到0．5dB。使用高檔光纖切割機(jī)可以使端面傾斜角在0．5度以下，因此損耗可以忽略不計(jì)。表面的清潔和切割的時(shí)間應(yīng)緊湊，已制備好的光纖端面不要放在工作臺(tái)上。移動(dòng)光纖時(shí)要輕拿輕放，防止與其它物件擦碰以免損壞光纖端面。
　　2光纖熔接技術(shù)
　　2．1精心選擇光纖熔接機(jī)
　　光纖熔接機(jī)按技術(shù)發(fā)展水平分為五代機(jī)型，其中第三代微機(jī)控制的芯軸直視式熔接機(jī)和第四代自動(dòng)熔接機(jī)是目前市場(chǎng)上的主力機(jī)型。為了減小光纖熔接損耗，第四代自動(dòng)熔接機(jī)為首選機(jī)型。第四代熔接機(jī)特點(diǎn)是：不僅可以對(duì)光纖進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)、熔接和連接損耗檢測(cè)，而且具有熱接頭圖像處理系統(tǒng)，對(duì)熔接的全過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，攝取熔接過(guò)程中的熱圖像加以分析，判斷光纖纖芯的變形、移位、雜質(zhì)和氣泡等與連接損耗有關(guān)的信息。因此能更全面、準(zhǔn)確地估算出接頭損耗。
　　2．2精心設(shè)計(jì)光纖熔接程序
　　第四代自動(dòng)光纖熔接機(jī)啟動(dòng)后首先選擇熔接程式，如果是進(jìn)口自動(dòng)光纖熔接機(jī)還要進(jìn)行語(yǔ)言選擇。放置光纖是一個(gè)極為細(xì)致的工作，要保持周圍環(huán)境清潔，工作人員應(yīng)身著工作服，兩手要保持干凈。輕輕打開(kāi)防壓蓋及光纖夾具，小心翼翼將光纖由上而下放置于光纖夾具及V型溝槽中，并露出2—3mm查看光纖端面是否接近于電極棒處，切勿超過(guò)兩個(gè)電極棒之中線。精心設(shè)計(jì)光纖熔接程序如圖1所示，第四代自動(dòng)熔接機(jī)放置好光纖后按下START鍵開(kāi)始熔接，首先將左右兩側(cè)V型槽中光纖相向推進(jìn)，在推進(jìn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一次短暫放電，其作用是清潔光纖端面灰塵，接著會(huì)把光纖繼續(xù)推進(jìn)，直至光纖間隙處在原先所設(shè)置的位置上，這時(shí)熔接機(jī)測(cè)量切割角度，并把光纖端面附近的放大圖像顯示在屏幕上，熔接機(jī)會(huì)在X軸Y軸方向上同時(shí)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，并且把軸向、軸心偏差參數(shù)顯示在屏幕上，如果誤差在允許范圍之內(nèi)就開(kāi)始熔接。并在顯示屏上顯示熔接時(shí)間、熔次數(shù)和熔接效果。
　　
　　通過(guò)屏幕觀察熔接結(jié)果，熔接完成后機(jī)器會(huì)自動(dòng)評(píng)估，并顯示當(dāng)前熔接損耗，由于是估計(jì)值，若顯示在0．08dB以上就必須重新制端面。在施工過(guò)程中可采用OTDR跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)分析產(chǎn)生不良現(xiàn)象的原因，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。
　　2．3精心保護(hù)光纖接頭部位
　　首先進(jìn)行熔接處的強(qiáng)度篩選試驗(yàn)，要想熔接部分長(zhǎng)時(shí)間不斷裂，就應(yīng)保證熔接點(diǎn)有一定耐機(jī)械強(qiáng)度的能力，甩掉低強(qiáng)度的接頭，這個(gè)方法就是在熔接后對(duì)光纖施加一定的張力試驗(yàn)。張力試驗(yàn)要在熔接機(jī)上進(jìn)行，進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)熔接機(jī)的張力選擇值為200g。張力試驗(yàn)不合格的熔接點(diǎn)光纖會(huì)被拉斷，要切斷光纖重新接續(xù)。張力試驗(yàn)合格的熔接點(diǎn)光纖不斷裂，對(duì)接頭進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)國(guó)內(nèi)外普遍采用光纖熱縮保護(hù)管(熱縮管)保護(hù)光纖接頭部位。熱縮管應(yīng)在光纖開(kāi)剝前穿人，嚴(yán)禁在端面制備后穿人。將預(yù)先穿置光纖某一端的熱縮管移至光纖接頭處，使熔接點(diǎn)恰好位于熱縮管中間，輕輕拉直光纖接頭，放人加熱器內(nèi)加熱3O秒，聚乙烯管收縮后緊套在接續(xù)好的光纖上，熱縮管內(nèi)的不銹鋼棒，不僅增加了抗拉強(qiáng)度(承受拉力為1000～2300g)，同時(shí)也避免了因聚乙烯管的收縮而可能引起接續(xù)部位的微彎曲。
　　3光纖熔接損耗的測(cè)量技術(shù)
　　自動(dòng)光纖熔接機(jī)顯示的接續(xù)損耗可能與真實(shí)損耗有值差別，使用光時(shí)域反射儀(OTDR)對(duì)熔接接頭的損耗進(jìn)行測(cè)量可以獲得光纖接頭的準(zhǔn)確損耗值。
　　3．1OTDR的工作原理
　　OTDR的人射光脈沖在線路中傳輸時(shí)會(huì)在沿途產(chǎn)生瑞利散射光和菲涅爾反射光，其中與光脈沖傳
　　播方向相反的背向瑞利散射光將會(huì)沿著光纖傳輸?shù)骄�路的進(jìn)光端口，經(jīng)定向耦合分路射向光電探測(cè)器，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)低噪聲放大和數(shù)字平均化理，最后將處理過(guò)的電信號(hào)與從光源背面發(fā)射提取
　　的觸發(fā)信號(hào)同步掃描在示波器上成為反射光脈沖。在光時(shí)域反射儀的顯示屏上可以很清楚地看到人射光脈沖、反射光脈沖、接頭點(diǎn)、斷裂點(diǎn)、故障點(diǎn)以及衰減分布曲線。
　　3．2OTDR的參數(shù)選擇
　　OTDR的參數(shù)選擇包括：測(cè)試波長(zhǎng)選擇、光纖折射率選擇、測(cè)試脈沖寬度選擇、測(cè)試量程選擇、平均化時(shí)間選擇。選擇測(cè)試波長(zhǎng)，單模光纖只選擇1310nm或l550nm。由于l550nm波長(zhǎng)對(duì)光纖彎曲損耗的影響比1310nm波長(zhǎng)敏感得多，一般多選用1550nm波長(zhǎng)。光纖折射率選擇在實(shí)際測(cè)試時(shí)若用l310nm波長(zhǎng)，折射率一般選擇在1．4680；若用l550nm波長(zhǎng)，折射率一般選擇在1．4685。測(cè)試脈沖寬度選擇設(shè)置的光脈沖寬度過(guò)大會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的菲涅爾反射，會(huì)使盲區(qū)加大。較窄的測(cè)試光脈沖雖然有較小的盲區(qū)，但是測(cè)試光脈沖過(guò)窄時(shí)光功率肯定過(guò)弱，相應(yīng)的背向散射信號(hào)也弱，背向散射信號(hào)曲線會(huì)起伏不平，測(cè)試誤差大。測(cè)試量程選擇OTDR的量程是指OTDR的橫坐標(biāo)能達(dá)到的最大距離。測(cè)試時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)光纖的長(zhǎng)度選擇量程，量程是被測(cè)光纖長(zhǎng)度的1．5倍比較好。平均化時(shí)間選擇一般來(lái)說(shuō)平均化時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)試精度越高。為了提高測(cè)試速度，縮短整體測(cè)試時(shí)間，測(cè)試時(shí)間可在0．5～3min內(nèi)選擇。
　　3．3OTDR的監(jiān)測(cè)技術(shù)
　　加強(qiáng)OTDR的監(jiān)測(cè)工作，確保光纖熔接質(zhì)量。在整個(gè)接續(xù)工作中OTDR要進(jìn)行四次監(jiān)測(cè)：①光纖熔接過(guò)程中對(duì)每一根光纖進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，檢查每個(gè)熔接點(diǎn)的質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)達(dá)不到質(zhì)量要求的熔接點(diǎn)并重新進(jìn)行熔接；②每完成一根光纖接續(xù)后，應(yīng)把光纖余長(zhǎng)盤留在盤留板槽道內(nèi)，要求光纖有不小于lOcm的活動(dòng)伸縮量，每次盤纖后，對(duì)所盤光纖進(jìn)行監(jiān)測(cè)以確定盤纖帶來(lái)的附加損耗忽略不計(jì)；③光纜接頭盒封裝前對(duì)整盤光纜中的所有光纖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以查明確實(shí)無(wú)漏測(cè)和對(duì)光纖及接頭無(wú)擠壓；④光纜接頭盒封裝后再對(duì)所有光纖進(jìn)行最后檢測(cè)，確實(shí)保證封裝對(duì)光纖不產(chǎn)生附加損耗。OTDR的監(jiān)測(cè)工作要從兩個(gè)方向測(cè)量，并求出這兩個(gè)結(jié)果的平均值，這樣就可以消除單向測(cè)量的誤差。
　　4結(jié)束語(yǔ)
　　做好光纖端面處理工作，設(shè)計(jì)好光纖熔接的程序可以有效減小光纖接頭損耗。在高質(zhì)量光纖施
　　工中，內(nèi)控指標(biāo)要高于設(shè)計(jì)指標(biāo)。光纖接頭損耗在0：02dB及以下為優(yōu)，光纖接頭損耗在0．05dB及以下為良，光纖接頭損耗在0．05dB以上為差，包括熔接失敗、斷纖等。第四代自動(dòng)光纖熔接機(jī)具有很高的科技含量，很小的光纖接頭損耗。隨著時(shí)間的推移第五代全自動(dòng)光纖熔接機(jī)投人使用，它可自動(dòng)進(jìn)行“除去第二層被覆層——切斷——除去第一層被覆層——對(duì)準(zhǔn)——熔接——補(bǔ)強(qiáng)"等全環(huán)節(jié)操作通過(guò)程,熔接速率會(huì)更快,接頭耗損會(huì)更小,熔接質(zhì)量會(huì)更好.