광섬유 어댑터로 광섬유의 정확한 연결을 실현하는 방법은 무엇입니까?

두 개의 광섬유를 연결할 때 두 개의 광섬유의 위치, 모양, 구조의 차이로 인해 한 광섬유에서 다른 광섬유로 에너지가 100% 될 수 없습니다. 즉, 연결이 끊어지게 됩니다. 연결 손실을 최소화하려면 두 광섬유가 정확하게 정렬되어야 합니다. 광섬유 어댑터의 주요 기능은 두 개의 광섬유를 빠르게 연결하여 광 신호가 연속적으로 광 경로를 형성할 수 있도록 하는 것입니다. 그리고 광섬유 어댑터는 광섬유의 정확한 연결을 어떻게 구현합니까?

 

광섬유 어댑터에는 다양한 유형이 있지만 광섬유 간의 정확한 정렬은 두 가지 요소에 따라 달라집니다. 하나는 정확한 내경, 외경 및 동심도를 갖춘 세라믹 페룰이고, 다른 하나는 슬릿이 있는 세라믹 슬리브입니다. 세라믹 슬리브는 매우 스마트한 디자인입니다.

 

두 개의 광학 페룰이 세라믹 슬리브를 통해 어떻게 정확하게 정렬되어 있는지 확인할 수 있습니다. 세라믹 슬리브의 내부 직경은 페룰의 외부 직경보다 약간 작습니다. 슬리브에 슬릿이 있어서 섬유를 삽입할 수 있습니다. 확장된 슬리브는 두 개의 페룰을 조여 정확한 정렬을 달성합니다.

단일 모드 광섬유 SMF의 코어 직경은 약 8~10μm에 불과하며 낮은 연결 손실을 보장하려면 두 광섬유가 정확하게 정렬되어야 합니다. 단일 모드 광섬유 어댑터의 경우 두 광섬유 사이의 측면 정렬 불량이 0.5um 미만이어야 합니다.

 

그러나 단순한 정밀 정렬만으로는 광섬유 연결에 충분하지 않습니다. 우리는 빛이 서로 다른 두 매체 사이의 인터페이스에서 다시 반사된다는 것을 알고 있습니다. 1.55um에서 석영 섬유의 굴절률은 약 1.455이므로 섬유 끝면의 반사 에코 BR은 3.4%입니다. 후면 반사광은 통신 시스템의 안정성에 영향을 미치며 동시에 각 석영 유리-공기 인터페이스에는 약 0.15dB의 삽입 손실이 발생합니다. 따라서 각 광섬유 커넥터는 0.3dB의 손실을 증가시킵니다.

 

사람들은 일반적으로 반사 에코를 줄이기 위해 끝면에 반사 방지 코팅을 적용합니다. 그러나 광섬유 어댑터에서는 코팅 문제가 고려되지 않습니다. 첫째, AR 코팅은 어댑터 비용을 증가시킵니다. 둘째, 광섬유 연결이 고정되지 않아 반복적으로 삽입 및 제거하면 AR 코팅이 손상됩니다. 그렇다면 섬유 단면에 AR코팅을 적용하고 섬유 단면이 접촉되지 않도록 할 수 있을까요?

 

두 개의 광섬유가 맞대어 있을 때 세로 거리가 50um 정도로 작아지면 거의 1dB의 손실이 발생하며 이는 광섬유 통신 시스템에서 허용할 수 없는 수준입니다. 따라서 우리는 두 개의 섬유가 서로 접촉해야 하고 섬유의 끝면을 코팅할 수 없다는 합의에 도달했습니다. 반사된 에코는 서로 다른 두 매체 사이의 경계면에서 발생하며 광섬유 끝면 사이의 공기가 배출되어야 하므로 두 광섬유 끝이 마치 매체가 융합된 것처럼 물리적 접촉(PC) 상태가 됩니다. 광섬유는 세라믹 페룰의 중앙에 고정되어 있으므로 세라믹 표면의 거칠기는 광섬유 사이의 물리적 접촉에 영향을 미칩니다. 광섬유 사이의 물리적 접촉을 보장하기 위해 페룰 표면은 일반적으로 구형 표면으로 연마됩니다. 광섬유의 끝면은 구면의 꼭지점에 위치합니다. 이것은 광섬유 어댑터의 두 번째 스마트 디자인입니다.

 

그림 1에서 볼 수 있듯이 페룰은 슬리브에 삽입되고 압력을 가하면 페룰의 끝 표면이 압력에 따라 변형되고 끝 표면의 변형은 광섬유 사이의 물리적 접촉을 보장할 수 있습니다. 물리적 접촉은 끝면의 변형에 따라 달라지며 세라믹은 내마모성과 탄력성이 있기 때문에 유리가 아닌 페룰 재료로 선택됩니다.

 

광섬유 사이의 물리적 접촉은 광섬유 연결 지점의 손실을 최소화할 수 있지만 반사 손실 RL은 55dB에 도달할 수 있습니다. 더 높은 RL이 필요한 일부 애플리케이션의 경우 광섬유 커넥터의 끝면이 베벨 물리적 접촉 APC라고 불리는 특정 각도로 연마됩니다. 광케이블 끝면은 일반적으로 8° 경사로 연마되며 RL은 추가로 36dB만큼 증가할 수 있으므로 APC 커넥터의 총 RL은 일반적으로 65dB보다 큽니다.

 

광섬유 어댑터는 광섬유 통신 시스템에서 가장 기본적인 광 수동 장치입니다. 광섬유 커넥터에 대한 시스템의 기본 기술 요구 사항에는 낮은 삽입 손실 IL과 높은 반사 손실 RL이 포함됩니다. 즉, 가능한 가장 낮은 반사 에코 BR입니다. 그러나 가장 널리 사용되는 광수동소자로서 기술적인 지표 못지않게 비용과 연결 편의성이 중요하다.