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Cuando se conectan dos fibras ópticas, debido a la diferencia de posición, forma y estructura de las dos fibras ópticas, la energía no puede pasar el 100% de una fibra óptica a la otra. Es decir, habrá pérdida de conexión. Para minimizar la pérdida de conexión, las dos fibras deben estar alineadas con precisión. La función principal del adaptador de fibra óptica es conectar rápidamente dos fibras ópticas, de modo que la señal óptica pueda ser continua para formar una ruta óptica. ¿Y cómo logra el adaptador de fibra óptica la conexión precisa de la fibra óptica?
Existen muchos tipos de adaptadores de fibra óptica, pero la alineación precisa entre las fibras ópticas depende de dos factores. Uno es una férula de cerámica con un diámetro interior, un diámetro exterior y una concentricidad precisos, y el otro es un manguito de cerámica con una hendidura. La funda de cerámica es un diseño muy inteligente.
Puede ver cómo las dos férulas ópticas están alineadas con precisión a través de un manguito cerámico. El diámetro interior del manguito cerámico es ligeramente menor que el diámetro exterior de la férula. Debido a que la manga tiene una hendidura, se puede insertar la fibra. El manguito expandido aprieta los dos casquillos para lograr una alineación precisa.
El diámetro del núcleo de la fibra monomodo SMF es de solo 8 ~ 10 μm; para garantizar una baja pérdida de conexión, las dos fibras deben estar alineadas con precisión. Para el adaptador de fibra monomodo, la desalineación lateral entre las dos fibras debe ser inferior a 0,5 um.
Sin embargo, una simple alineación de precisión está lejos de ser suficiente para la conexión de fibra. Sabemos que la luz se reflejará en la interfaz entre dos medios diferentes. El índice de refracción de la fibra de cuarzo a 1,55 um es aproximadamente 1,455, por lo que el eco reflejado BR en el extremo de la fibra es del 3,4%. La luz reflejada afectará la estabilidad del sistema de comunicación y, al mismo tiempo, cada interfaz de vidrio de cuarzo-aire introducirá una pérdida de inserción de aproximadamente 0,15 dB. Por tanto, cada conector de fibra aumentará la pérdida de 0,3dB.
La gente suele aplicar revestimientos antirreflectantes en los extremos para reducir los ecos reflejados. Sin embargo, los problemas de recubrimiento no se consideran en los adaptadores de fibra óptica. En primer lugar, el revestimiento AR aumentará el coste del adaptador. En segundo lugar, la conexión de fibra no es fija, la inserción y extracción repetidas dañarán el revestimiento AR. Entonces, ¿podemos aplicar un recubrimiento AR en la cara del extremo de la fibra y mantener la cara del extremo de la fibra fuera de contacto?
Cuando las dos fibras ópticas están unidas, la distancia longitudinal tan pequeña como 50um introducirá una pérdida de casi 1dB, lo cual es intolerable en el sistema de comunicación de fibra óptica. Por lo tanto, hemos llegado a un consenso de que las dos fibras deben estar en contacto y la superficie del extremo de la fibra no puede recubrirse. El eco reflejado se produce en la interfaz entre dos medios diferentes, y el aire entre las caras de los extremos de la fibra debe evacuarse, de modo que los dos extremos de la fibra estén en contacto físico (PC), como si el medio estuviera fusionado. Dado que la fibra óptica está fijada en el medio de la férula cerámica, cualquier rugosidad en la superficie cerámica afectará el contacto físico entre las fibras ópticas. Para garantizar el contacto físico entre las fibras ópticas, la superficie del casquillo suele esmerilarse hasta obtener una superficie esférica. La superficie final de la fibra óptica se encuentra en el vértice de la superficie esférica. Este es el segundo diseño inteligente del adaptador de fibra óptica.
Como se muestra en la Figura 1, el casquillo se inserta en el manguito y, bajo presión, la superficie del extremo del casquillo se deforma bajo la presión y la deformación de la superficie del extremo puede asegurar el contacto físico entre las fibras ópticas. Debido a que el contacto físico depende de la deformación de la cara del extremo, y la cerámica es resistente al desgaste y tiene cierta elasticidad, razón por la cual se selecciona como material de férula en lugar de vidrio.
El contacto físico entre las fibras ópticas puede garantizar una baja pérdida del punto de conexión de la fibra, pero la pérdida de retorno RL sólo puede alcanzar los 55 dB. Para algunas aplicaciones que requieren un RL más alto, la cara final del conector de fibra óptica está rectificada hasta un cierto ángulo, lo que se denomina contacto físico biselado APC. La cara del extremo de la fibra generalmente se pule con una pendiente de 8° y el RL se puede aumentar en 36 dB adicionales, por lo que el RL total del conector APC suele ser superior a 65 dB.
El adaptador de fibra óptica es el dispositivo óptico pasivo más básico en el sistema de comunicación de fibra óptica. Los requisitos técnicos básicos del sistema para el conector de fibra óptica incluyen una baja pérdida de inserción IL y una alta pérdida de retorno RL. Es decir, el eco reflejado más bajo posible BR. Sin embargo, al ser el dispositivo óptico pasivo más utilizado, su coste y su comodidad de conexión son tan importantes como los indicadores técnicos.
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