光ファイバー研磨の基礎

光ファイバーは、光伝送が効率的である限り、高速データ伝送に適した媒体です。光ファイバーコネクタアセンブリは、光ファイバー通信において重要な役割を果たします。性能を最適化するには、コネクタ端面を研磨する必要があり、コネクタ端面の仕上げが光波伝送の品質を左右します。光ファイバー研磨は、クラッド径が200ミクロンを超えるほぼすべてのガラス系光ファイバーにおいて、適切な光伝搬を確保するための一般的な表面処理方法です。

研磨の科学は、よく設計された機械に結晶化されています。特定の研磨動作を使用し、業界標準への適合性がテストされた機械は、バッチ間で高いレベルの一貫性を備えた高品質の研磨コネクタを生産します。機械研磨機を購入する際、メーカーにどのような質問をすべきでしょうか？購入ガイドラインの詳細については、こちらをクリックしてください。

研磨された光ファイバコネクタのその後の性能に影響を与える重要な基準

• 反射

現在の業界の反射基準は-55dB未満です。反射レベルが高いと、光ファイバーシステムの速度と明瞭度に依存するシステムでは伝送に問題が生じます。信号が歪んでいると、高いデータレートを実現しようとしてもビットエラーが発生する可能性があるためです。コネクタは一般的にPC、SPC、UPC、APCと呼ばれ、これらはコネクタの端面を表すだけでなく、反射率の指定にも関連しています。詳細は次の表をご覧ください。

• 挿入損失

挿入損失とは、2つのコネクタのインターフェースで失われる光パワーの量です。挿入損失の測定値が低い場合、一般的にはファイバーの位置ずれ、接続部間の距離（「エアギャップ」とも呼ばれます）、および/またはコネクタ端面の仕上げ品質に起因します。現在、挿入損失の基準は0.5db未満とされていますが、一般的に期待されるレベルは0.3db未満となっています。

• 頂点オフセット

頂点とは、コネクタ端面の球面上の最高点を指します。頂点オフセットとは、光ファイバの中心と研磨されたコネクタの実際の最高点との間の測定距離です。頂点オフセットが大きすぎると、挿入損失と後方反射の測定値が高くなります。次の 図は、頂点オフセットのレベルを示しています 。

干渉縞

頂点

ファイバ

繊維の中心

• 曲率半径

曲率半径は、コネクタ端面の球面状態を表す尺度です。適切な半径と許容できるファイバアンダーカットを組み合わせることで、ファイバとコネクタ間の圧縮が最適化されます。曲率半径の業界仕様は10～25mmです。この範囲であれば、コネクタの性能を最大限に発揮できます。

• ファイバーアンダーカット/突出

アンダーカットは、ファイバがコネクタ フェルール内にどれだけ深く埋め込まれているかを測定しますが、ファイバがフェルールから突出している場合もあります。どちらの状態も研磨プロセスに直接起因し、干渉計で測定できます。過度のファイバ アンダーカットは通常、50nm 以上として指定されます。ファイバ アンダーカットは、後方反射と挿入損失の両方に影響する状態です。コネクタが嵌合されると、ファイバを囲むフェルール材料が圧縮され、許容できるアンダーカット/突出を持つファイバが最適に接触できるようになります。密着しないファイバにはエアギャップがあります。エアギャップがあると、後方反射と挿入損失の測定値が許容範囲を超えます。ファイバ アンダーカットと突出:

研磨のヒントとプロセスの考慮事項

Polishing Films - Films are the most significant factor in your polishing operations. Quality and gradations vary from supplier to supplier. When a polishing technique is developed the film type, make and particle size must be chosen carefully. Excessively aggressive films can destroy a 125μm fiber, and the spherical radius can be disrupted beyond repair. Also,of critical importance to real cost, is the initial cost of the polishing film as it relates to the cycle life that the films provide--this can vary significantly from various manufacturers. Clean each piece of polishing film before and after each use. Cleanliness will increase the film life and decrease the cost per connector.

Epoxy - different types of epoxies can be removed more easily with specific grades ofsilicon carbide polishing films. The films to use on this step depend on the epoxy type and the size of the epoxy bead mounted on the connector end-face. Different epoxies have varying levels of hardness--some are tacky, and some are firm--Hard epoxies are removed easily with coarser particle sized films (20 um, 30 um, etc.), while softer epoxies are better suited to smaller particle sized films, i.e. 9 um, 5 um, etc. The epoxy bead that remains on the connector before polishing should be minimized(the size of a pinhead). This will extend the life of all the polishing films. Also, try differentgradations of silicon carbide until you find the epoxy removal film that works best for yourneeds.

Cleanliness - A contamination free environment is essential when an optimum connector polish is desired. Deionized/Filtered Water, Isopropyl Alcohol, Lint Free Tissues, Lint Free Swabs,Canned Airare are needed to minimize contamination. Check the reference cable end-face periodically for end-face defects. Connecting and de-connecting will result in debris build-up over a period of time. Clean the end-face with alcohol using a lint free tissue. Also, at some point in time the reference will need to be repolished. After repeated re-polishing the reference cable will need to be replaced.

Lubrication - deionized water, filtered water and suspensions, when used correctly can result in enhanced connector performance. The best solutions have very small particle sizes 20-60nm, at least half the size of the final polishing film, and can decrease Return Loss by as much as 5dB. Dilute the filtered/deionized water may improve your performance.

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