Как разработать процесс полировки волоконно-оптических кабелей, обеспечивающий стабильные результаты.

Нередко мои клиенты обращаются ко мне за консультацией по разработке процесса полировки волоконно-оптических кабелей.

 

Хотя необходимо учесть множество деталей, процесс сводится к 5 основным шагам.

 

Обратите внимание, что эта статья посвящена наконечникам для одноволоконных (а не MT) разъемов PC. Хотя большая часть моих советов применима и к полировке APC, для этих разъемов требуются дополнительные соображения.

 

 

При разработке процесса полировки важно уточнить критерии приемки и целевые показатели выхода годной продукции, а также иметь возможность точно измерять и количественно оценивать результаты «прошел/не прошел». Например, должны ли ваши полированные наконечники соответствовать спецификации геометрии торцевой поверхности, например, указанной в Telcordia GR-326? Кроме того, практически все полированные торцевые поверхности волоконно-оптических наконечников должны соответствовать ХОТЯ БЫ каким-то требованиям к внешнему виду. Какие критерии вы будете использовать для определения того, являются ли результаты полировки приемлемыми или нет?

 

При разработке процесса полировки я настоятельно рекомендую в качестве первоначальных целей соответствовать требованиям к геометрии GR-326 и визуальным требованиям IEC 61300-3-35, при этом минимальный ожидаемый процент прохождения полировки должен составлять 95%.

 

 

Конечно, в идеале вы должны начинать с совершенно нового полировального оборудования. Точность размеров полировального оборудования (как оснастки, так и самой машины) играет решающую роль в определении возможностей вашего процесса. Правильно обслуживаемые полировальные машины должны прослужить десятилетия, поэтому обязательно следуйте рекомендациям производителя по техническому обслуживанию.

 

Насадки для полировки изнашиваются быстрее, конечно, в зависимости от интенсивности использования. Если вы следуете приведенным ниже рекомендациям и все еще не можете добиться приемлемых результатов (особенно при использовании Apex Offset), вполне возможно, вам потребуется приобрести новые насадки.

 

Независимо от того, требует ли ваш заказчик или дизайн продукта соблюдения геометрических параметров, НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендуется измерять геометрию на этапе разработки процесса с помощью интерферометра. Это дорогостоящее оборудование (обычно 20 000 долларов и более), но оно бесценно для разработки надежного процесса полировки. Если стоимость слишком высока, рассмотрите возможность аренды или заимствования интерферометра.

 

Убедитесь, что ваше оборудование способно правильно измерять то, что вам нужно измерить, особенно при визуальном осмотре. Например, если вам необходимо соответствовать требованиям стандарта IEC 61300-3-35 для одномодовых волокон, имеет ли ваш микроскоп систему высокого разрешения, как это определено в спецификации? Если вы проверяете наконечники APC, используете ли вы адаптер APC для вашего микроскопа или только адаптер PC? (К сожалению, довольно часто на производственных линиях проверяют наконечники APC с помощью адаптера PC, что неправильно. При расположении торца наконечника APC под углом к ​​оптике микроскопа весь торц волокна никогда не будет в правильной фокусировке, что значительно затрудняет обнаружение мелких дефектов.)

 

При разработке процесса полировки обязательно используйте только новые резиновые полировальные подушки. Резиновые подушки играют решающую роль в результатах полировки, и этому часто уделяется недостаточно внимания. Для получения стабильных результатов полировки КРАЙНЕ важно иметь постоянную твердость (по дюрометру) по всей поверхности резиновой подушки. Твердость резины со временем меняется, поэтому резиновые подушки необходимо периодически заменять (как минимум раз в год).

 

 

Центр волоконной оптики предлагает рекомендуемые процедуры полировки для полировальных станков Domaille и Seikoh Giken – двух самых популярных на сегодняшний день платформ для полировки. Однако из-за различий в материале наконечников, конструкции разъемов и даже в размерах станка/оснастки, вам, вероятно, потребуется изменить некоторые из рекомендуемых настроек станка. Используйте рекомендуемые Центром волоконной оптики настройки полировки в качестве отправной точки и заложите время на их корректировку по мере необходимости в зависимости от результатов.

 

 

The ability to achieve desirable, consistent Radius values is critical to developing a fiber optic polishing process. Radius is the first geometry parameter to bring under control. Why? Because the Radius value is an excellent indicator of consistency in polishing pressure and the amount of ferrule material removed during the process – important factors that highly impact all results, including visual appearance and angle (particularly with conical-style APC ferrules). When all polished ferrules have an identical Radius after polishing, this indicates that all ferrules have undergone consistent polishing conditions.

 

After polishing a group of connectors, use the interferometer to measure geometry and focus on the Radius values. As a rough rule of thumb, a stable Radius variation on one plate of ferrules should be less than 2mm. If the variation is higher, you likely have a process issue or your polishing equipment is subjecting ferrules to varying pressure.

 

Generally speaking, the smaller your average Radius value, the smaller the deviation in results will be. It is usually a good idea to aim for the lower end of the Radius specification rather than the middle or upper end of the spec. For example, if the Radius spec limits are 7-25mm, you’ll usually have better and more consistent results if you target 10-12mm as opposed to 18-20mm.

 

How to decrease or increase Radius values:

 

Decrease Radius values by applying more pressure or using a softer rubber pad.

Increase Radius values by applying less pressure or using a harder rubber pad.

When your Radius values are under control, look at another key geometry parameter: Apex (also called Apex Offset). This reflects the angle of the polished end-face. If the Apex values are too large, this means your ferrules are being polished at an angle that is too large. All other conditions being equal, a smaller Radius value will generally result in a better Apex value. This is another reason to aim for an average Radius value toward the lower end of spec limits. If you’re already dialed-in on desired Radius values and the Apex values remain unacceptable, the cause is likely related to worn polishing fixtures or worn rubber pads. In both cases, the only fix is to replace the worn fixture or rubber pad.

 

 

Your customers will require some type of visual inspection. (Clearly, you cannot ship a connector with a shattered fiber.) After achieving desired geometry values, measure the visual appearance of the end-face, looking for 2 types of defects: pits and scratches. Typically, pitting can be resolved by increasing time during the intermediate (diamond) polishing steps. Consistent appearance of a large quantity of fine scratches (the “skating rink” appearance) is likely due to insufficient time and/or pressure on the final polishing step. Sporadic appearance of a few scratches is likely caused by contamination, due to insufficient cleaning.

 

При разработке процесса полировки необходимо тщательно оценить другие основные визуальные дефекты: разрушенные волокна, трещины в сердцевине, отсутствие видимых волокон и т. д. Во многих случаях причина дефекта связана не с процессом полировки, а с расщеплением, обработкой продукта, температурой отверждения и т. д. Эти дефекты реальны и требуют исправления, но следует устранять первопричину этих проблем, предотвращая их возникновение, и не полагаться на процесс полировки для удаления крупных дефектов волокон, что только увеличивает время, стоимость и нестабильность процесса полировки.

 

 

Чистка имеет решающее значение – процесс полировки удаляет материал, подобно шлифованию древесины. Для предотвращения загрязнения крайне важно тщательно очищать изделие и наконечники между каждым этапом полировки. Загрязнение вызывает царапины и негативно сказывается на визуальном качестве.

 

Сосредоточьтесь на профилактических мерах, а не на корректирующих – при разработке процесса полировки волоконно-оптических элементов я рекомендую внедрить систему статистического контроля процессов. Например, со временем резиновые накладки и зажимы изнашиваются, и выход годной продукции начинает снижаться. Записывайте данные, отслеживайте их и активно анализируйте. Это поможет вам предотвращать проблемы, а не исправлять их после возникновения. Следите за тенденциями и принимайте профилактические меры, и вы будете стабильно получать высокий выход годной продукции.