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Tutorial zum faseroptischen mechanischen Spleißen
Wir wissen, dass es zwei Methoden zum Spleißen von Glasfasern gibt: Fusionsspleißen und mechanisches Spleißen. Welche Methode ist besser? Der typische Grund für die Wahl einer Methode gegenüber einer anderen ist wirtschaftlicher Natur. Wenn Sie gerade erst mit dem Spleißen von Glasfasern beginnen, sollten Sie sich Ihre langfristigen Ziele in diesem Bereich ansehen, um zu entscheiden, welche Technik Ihren wirtschaftlichen und Leistungszielen am besten entspricht. Wie auch immer, in diesem Artikel erfahren Sie mehr über mechanisches Spleißen.
Das Konzept der mechanischen Verbindung
Bei mechanischen Spleißen handelt es sich lediglich um Ausrichtungsvorrichtungen, die dazu dienen, die beiden Faserenden in einer präzise ausgerichteten Position zu halten und so den Lichtdurchgang von einer Faser zur anderen zu ermöglichen. Ein typischer mechanischer Glasfaserspleiß besteht aus einem kleinen Kunststoffgehäuse mit einem Aluminiumlegierungselement zum präzisen Ausrichten und Klemmen von Fasern (Abbildung 1). Ein am Faserverbindungspunkt vorinstalliertes Index-Matching-Gel sorgt für eine verlustarme optische Schnittstelle, was zu einem mittleren Einfügungsverlust von weniger als 0,1 dB führt. Die Werkzeuge zur Herstellung mechanischer Verbindungen sind günstig, die Verbindungen selbst sind jedoch teurer. Mechanische Spleiße werden am häufigsten zur schnellen, vorübergehenden Wiederherstellung oder zum Spleißen von Multimode-Fasern in einer Gebäudeinstallation verwendet. Sie werden auch – ohne die Fasern zu krümmen – als temporäre Spleiße zum Testen blanker Fasern mit OTDRs oder OLTSs verwendet. Natürlich verwenden die meisten vorpolierten Spleißverbinder einen internen mechanischen Spleiß.
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Abbildung 1: Bei der Aktivierung greift das Metallelement in diesem mechanischen Spleiß die vorbereiteten Faserenden anHalten Sie sie in permanenter Ausrichtung und Kontakt, eingetaucht in ein optisches Gel.
Die Arten der mechanischen Verbindung
Es gibt eine Reihe von Arten mechanischer Verbindungen, wie z. B. kleine Glas-, Kunststoff-, Metall- und Keramikröhrchen oder V-förmige Metallklammern oder Drehvorrichtungen. Zu den Materialien, die mechanische Spleiße beim Spleißen von Fasern unterstützen, gehören transparente Klebstoffe und Indexanpassungsgele. Transparente Klebstoffe sind Epoxidharze, die mechanische Spleiße abdichten und für eine Indexanpassung zwischen den verbundenen Fasern sorgen.
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Spleiße für Ausrichtungsrohre aus Glas oder Keramik
Beim mechanischen Spleißen kann die Verwendung eines Ausrichtungsrohrs oder einer Kapillare aus Glas oder Keramik erforderlich sein (Abbildung 2). Der Innendurchmesser dieses Glas- oder Keramikrohrs ist nur geringfügig größer als der Außendurchmesser der Faser. Ein transparenter Klebstoff, der in den Schlauch eingespritzt wird, verbindet die beiden Fasern miteinander. Der Klebstoff sorgt auch für eine Indexanpassung zwischen den optischen Fasern. Diese Spleißtechnik basiert auf dem Innendurchmesser des Ausrichtungsrohrs. Wenn der Innendurchmesser zu groß ist, erhöht sich der Spleißverlust aufgrund einer Faserfehlausrichtung. Wenn der Innendurchmesser zu klein ist, ist es unmöglich, die Faser in das Rohr einzuführen.
V-förmige Spleiße
Mechanische Spleiße können auch entweder ein gerilltes Substrat oder Positionierungsstäbe verwenden, um geeignete V-Nuten für mechanisches Spleißen zu bilden. Das grundlegende V-Nut-Gerät basiert auf einem offen gerillten Substrat, um die Faserausrichtung durchzuführen (Abbildung 3). Beim Einführen der Fasern in das gerillte Substrat richtet die V-Nut die Manteloberfläche jedes Faserendes aus. Ein transparenter Klebstoff macht die Spleißstelle dauerhaft, indem er die Faserenden am gerillten Untergrund befestigt.
Figure 3: Open V-grooved splice.
V-grooved splices may involve sandwiching the butted ends of two prepared fibers between a V-grooved substrate and a flat glass plate. Additional V-grooved devices use two or three positioning rods to form a suitable V-groove for splicing. The V-grooved device that uses two positioning rods is the spring V-grooved splice (Figure 4). This splice uses a groove formed by two rods positioned in a bracket to align the fiber ends. The diameter of the positioning rods permits the outer surface of each fiber end to extend above the groove formed by the rods. A flat spring presses the fiber ends into the groove maintaining fiber alignment. Transparent adhesive completes the assembly process by bonding the fiber ends and providing index matching. A variation of this splice uses a third positioning rod instead of a flat spring. The rods are held in place by a heat-shrinkable band, or tube.
Figure 4: Spring V-grooved mechanical splice.
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Abbildung 2: Ein Ausrichtungsrohr aus Glas oder Keramik für mechanisches Spleißen.
V-förmige Spleiße
Mechanische Spleiße können auch entweder ein gerilltes Substrat oder Positionierungsstäbe verwenden, um geeignete V-Nuten für mechanisches Spleißen zu bilden. Das grundlegende V-Nut-Gerät basiert auf einem offen gerillten Substrat, um die Faserausrichtung durchzuführen (Abbildung 3). Beim Einführen der Fasern in das gerillte Substrat richtet die V-Nut die Manteloberfläche jedes Faserendes aus. Ein transparenter Klebstoff macht die Spleißstelle dauerhaft, indem er die Faserenden am gerillten Untergrund befestigt.
Figure 5: Rotary mechanical splice. Bei Schiffsanwendungen empfiehlt die Marine die Verwendung des Drehspleißes. Der Rotationsspleiß ist ein verlustarmer mechanischer Spleiß, der in der Marineumgebung eine stabile Umgebungs- und mechanische Leistung bietet. Stabile Leistung bedeutet, dass sich der Spleißverlust bei Temperaturänderungen oder anderen Umgebungs- oder mechanischen Bedingungen nicht wesentlich ändert. Auch die Durchführung einer Rotationsverbindung erfordert nur ein geringes Maß an Schulung oder Fachwissen. Diese kürzere Einarbeitungszeit ist ein weiterer Grund, warum die Marine die Verwendung des Rotationsspleißes gegenüber anderen mechanischen oder Fusionsspleißtechniken empfiehlt.
Der Prozess der mechanischen Verbindung
Schritt 1: Vorbereiten der Faser – Entfernen Sie die Schutzbeschichtungen, Mäntel, Rohre, Verstärkungselemente usw., so dass nur die blanke Faser sichtbar ist. Das Hauptanliegen hierbei ist die Sauberkeit. (Abbildung 6)
Schritt 2: Spaltung der Faser – Der Vorgang ist identisch mit dem Spaltungsprozess beim Fusionsspleißen, die Spaltungsgenauigkeit ist jedoch nicht so entscheidend. (Abbildung 7)
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Abbildung 6: Vorbereiten der Faser Abbildung 7: Spalten der Faser
Schritt 3: Fasern mechanisch verbinden – Bei dieser Methode wird keine Hitze eingesetzt. Positionieren Sie die Faserenden einfach zusammen in der mechanischen Spleißeinheit. Das Indexanpassungsgel im Inneren der mechanischen Spleißvorrichtung hilft dabei, das Licht von einem Faserende zum anderen zu koppeln. Ältere Geräte verfügen über ein Epoxidharz und nicht über ein dem Index entsprechendes Gel, das die Kerne zusammenhält. (Figur8)
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(Figure 8): Mechanically join the fibers
Zur Optimierung der Verbindung kann ein Visual Fault Locator (VFL) eingesetzt werden. Injizieren Sie Licht vom VFL in eine der Fasern und führen Sie das gespaltene Ende in der Mitte des Spleißkerns ein. Dadurch wird der Kern beleuchtet. Führen Sie die zweite Faser in die gegenüberliegende Seite des Spleißkerns ein. Wenn die beiden Faserenden richtig verbunden sind, hört der Spleißkern auf zu leuchten.
Schritt 4: Schützen Sie die Faser – der fertige mechanische Spleiß bietet seinen eigenen Schutz für den Spleiß.
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