Comment réaliser la connexion précise de la fibre optique par un adaptateur de fibre optique ?

Lorsque deux fibres optiques sont connectées, en raison de la différence de position, de forme et de structure des deux fibres optiques, l'énergie ne peut pas être de 100 % d'une fibre optique à l'autre. Autrement dit, il y aura une perte de connexion. Afin de minimiser la perte de connexion, les deux fibres doivent être alignées avec précision. La fonction principale de l'adaptateur de fibre optique est de connecter rapidement deux fibres optiques, de sorte que le signal optique puisse être continu pour former un chemin optique. Et comment l'adaptateur de fibre optique réalise-t-il la connexion précise de la fibre optique ?

 

Il existe de nombreux types d'adaptateurs de fibres optiques, mais l'alignement précis entre les fibres optiques dépend de deux facteurs. L'une est une virole en céramique avec un diamètre intérieur, un diamètre extérieur et une concentricité précis, et l'autre est un manchon en céramique avec une fente. Le manchon en céramique est un design très intelligent.

 

Vous pouvez voir comment les deux ferrules optiques sont alignées avec précision grâce à un manchon en céramique. Le diamètre intérieur du manchon en céramique est légèrement inférieur au diamètre extérieur de la virole. Le manchon étant doté d'une fente, la fibre peut être insérée. Le manchon élargi resserre les deux viroles pour obtenir un alignement précis.

Le diamètre du noyau de la fibre monomode SMF n'est que d'environ 8 ~ 10 μm, afin de garantir une faible perte de connexion, les deux fibres doivent être alignées avec précision. Pour l'adaptateur fibre monomode, le désalignement latéral entre les deux fibres doit être inférieur à 0,5 um.

 

Cependant, un simple alignement précis est loin d’être suffisant pour une connexion par fibre optique. Nous savons que la lumière se reflétera à l’interface entre deux médias différents. L'indice de réfraction de la fibre de quartz à 1,55 um est d'environ 1,455, donc l'écho réfléchi BR à l'extrémité de la fibre est de 3,4 %. La lumière rétro-réfléchie affectera la stabilité du système de communication et, en même temps, chaque interface verre-air de quartz introduira une perte d'insertion d'environ 0,15 dB. Par conséquent, chaque connecteur de fibre augmentera la perte de 0,3 dB.

 

Les gens appliquent généralement des revêtements antireflet sur les faces d'extrémité pour réduire les échos réfléchis. Cependant, les problèmes de revêtement ne sont pas pris en compte dans les adaptateurs de fibre optique. Premièrement, le revêtement AR augmentera le coût de l’adaptateur. Deuxièmement, la connexion fibre n'est pas fixe, une insertion et un retrait répétés endommageront le revêtement AR. Alors, pouvons-nous appliquer un revêtement AR sur la face d’extrémité de la fibre et garder la face d’extrémité de la fibre hors de contact ?

 

Lorsque les deux fibres optiques sont aboutées, une distance longitudinale aussi petite que 50 um introduira une perte de près de 1 dB, ce qui est intolérable dans le système de communication par fibre optique. Par conséquent, nous sommes parvenus à un consensus selon lequel les deux fibres doivent être en contact et que la surface d'extrémité de la fibre ne peut pas être recouverte. L'écho réfléchi se produit à l'interface entre deux milieux différents, et l'air entre les extrémités des fibres doit être évacué, de sorte que les deux extrémités des fibres soient en contact physique (PC), comme si le milieu était fusionné. Puisque la fibre optique est fixée au milieu de la virole en céramique, toute rugosité sur la surface en céramique affectera le contact physique entre les fibres optiques. Afin d'assurer le contact physique entre les fibres optiques, la surface de la virole est généralement meulée pour former une surface sphérique. La surface d'extrémité de la fibre optique est située au sommet de la surface sphérique. Il s'agit de la deuxième conception intelligente de l'adaptateur de fibre optique.

 

Comme le montre la figure 1, la ferrule est insérée dans le manchon, et sous pression, la surface d'extrémité de la ferrule se déforme sous la pression, et la déformation de la surface d'extrémité peut assurer un contact physique entre les fibres optiques. Parce que le contact physique dépend de la déformation de la face d'extrémité et que la céramique est à la fois résistante à l'usure et possède une certaine élasticité, c'est pourquoi elle est sélectionnée comme matériau de virole plutôt que le verre.

 

Le contact physique entre les fibres optiques peut garantir une faible perte du point de connexion de la fibre, mais la perte de réflexion RL ne peut atteindre que 55 dB. Pour certaines applications nécessitant un RL plus élevé, la face d'extrémité du connecteur de fibre optique est meulée selon un certain angle, appelé contact physique biseauté APC. La face d'extrémité de la fibre est généralement polie selon une pente de 8° et le RL peut être augmenté de 36 dB supplémentaires, de sorte que le RL total du connecteur APC est généralement supérieur à 65 dB.

 

L'adaptateur à fibre optique est le dispositif optique passif le plus basique du système de communication à fibre optique. Les exigences techniques de base du système pour le connecteur de fibre optique incluent une faible perte d'insertion IL et une perte de réflexion élevée RL. C'est-à-dire l'écho réfléchi BR le plus faible possible. Cependant, en tant que dispositif optique passif le plus utilisé, son coût et sa commodité de connexion sont aussi importants que les indicateurs techniques.