光纖連接器是一種在光纖通信傳輸的鏈路中,在光纖與光纖之間,為了實現設備、系統(tǒng)和不同的模塊連接的需要能夠進行拆卸的連接器件。能夠使光路按照需要的通道進行傳輸功能的器件,實現和完成預訂或期望的目標以及要求的器件就叫連接器。光纖連接器是光纖與光纖之間進行可拆卸(活動)連接的器件,它把光纖的兩個端面精密對接起來,以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去,并使由于其介入光鏈路而對系統(tǒng)造成的影響減到最小,這是光纖連接器的基本要求。在一定程度上,光纖連接器影響了光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項性能。
光纖連接器的基本原理是利用某種機械結構,使兩個拋光的光纖端面精確對準并緊密接觸。兩根光纖之間的對接耦合,對徑向錯位非常敏感,因此要求固定光纖的陶瓷插芯外徑具有非常高的圓度,內孔具有非常高的同心度,內孔徑尺寸非常精確。為了保證兩根光纖的緊密接觸,要求陶瓷插芯端面研磨成球面而非平面,這樣有助于其中心的光纖相互接觸,另外光纖連接器對接時,借助彈簧施加一定壓力,使陶瓷插芯的球端面發(fā)生輕微變形以保證兩光纖端面的緊密接觸,
通常,衡量光纖連接器產品質量的主要光學特性指標為插入損耗(Insert loss)和回波損耗(Return loss)。此外,影響產品質量可靠性的插芯端面幾何參數等物理特性指標也越來越被系統(tǒng)廠商或高端客戶所重視。下面從光纖連接器的工作原理出發(fā),對連接器的插入和回波損耗作簡單的介紹:
光纖連接器不能單獨使用,它必須與其它同類型的連接器互配,才能形成光通路的連接,目前,較為流行的光纖連接器裝配和對接方式為:利用環(huán)氧樹脂熱固化劑,將光纖粘固在高精度的陶瓷插針孔內,然后使兩插針在外力的作用下,通過適配器套筒的定位,實現光纖之間的對接。保證對接的兩根光纖纖芯接觸時成一直線是確保連接器優(yōu)良的連接質量的關鍵,它主要取決于光纖本身的物理性能和連接器插針的制造精度,以及連接器的裝配加工精度。同時,光纖的光學性能指標和插針端面的拋光質量對于連接器的光學性能和使用可靠性也有著直接的影響。
插入損耗是指接續(xù)的連接器給系統(tǒng)造成的光功率衰減(即光連接器輸出功率相對于輸入功率的相對減少量)。插入損耗主要由相接續(xù)的兩根光纖之間的橫向偏離造成。如圖一所示,如兩根光纖排成一直線,橫向偏離為零,則其造成的插入損耗最小。但在連接器的實際對接過程中,這是不大可能實現的,因為纖芯與光纖包層的不同心、光纖包層與插針內孔的不同心以及插針內孔與外徑的同心度誤差等,都會引起光纖間的橫向偏離。
同時,光纖接頭中的縱向間隙和端面質量也是引起插入損耗的因素之一,近年來普遍采用的UPC插頭接觸方式,則較好地解決了縱向間隙問題。按此方式,插針和光纖端面經球面拋光處理,使得相對接的兩插針在外力的作用下嚙合在一起,使嚙合光纖的頂點變形并展平,形成光纖充分對接,減小光纖接頭中的縱向間隙。
作為最基本的光無源器件,光纖連接器的應用最為廣泛,其種類也非常繁多,有FC、SC、ST、LC、MU、E2000等。光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中各種裝置連接所必不可少的器件,也是目前使用量最大的光纖器件。由于本地通信網絡的逐步光纖化,城域網和用戶接入網需求的上升,近年來全球光纖連接器市場的總需求量不斷擴大,預計未來十年的年增長率將在20%左右。