Неразъемные соединения - Технология изготовления соединений, согласующих элементов, сборки источников излучения

Соединения оптических волокон с помощью сварки

Наиболее распространенным способом монтажа оптоволокна является соединение при помощи сварки. В процессе сваривания оптических волокон происходит помещение концов соединяемых нитей в поле мощного источника тепловой энергии с последующим их оплавлением. Широко применяется сваривание в пламени газовой горелки, в поле электрического разряда, в зоне мощного лазерного излучения.

Международная электротехническая комиссия предлагает считать для сварного соединения оптических волокон, полученного в полевых условиях, максимальную величину вносимых потерь не более 0.2 дБ. При современном развитии технологии сварки оптических волокон этот показатель может быть достигнут даже теми специалистами, которые не обладают значительным опытом сварки оптических волокон - современное высокотехническое оборудование и отработанная технология монтажа позволяет получать соединения с потерями в них, равными 0.02-0.15 дБ.

Основные этапы проведения работ:

    - зачистка кабеля, удаление защитных оболочек; - подготовка торцевых поверхностей соединяемых оптических волокон;

Установка защитной термоусаживаемой трубки на одно из волокон (если длина волокна незначительная, то защитную трубку можно установить позднее);

    - размещение оптических волокон в сварочном аппарате либо в направляющей колодке; - юстировка свариваемых оптических волокон. Существуют 2 метода юстировки:

Пассивный способ - юстировка предусматривает выравнивание сердцевин свариваемых оптических волокон по их геометрическим размерам;

Активный способ - основан на достижении минимальных потерь при пропуске через место соединения тестового оптического сигнала;

    - предварительное оплавление торцов оптических волокон (для ликвидации микротрещин и неровностей, возникающих в процессе скалывания); - непосредственное сваривание оптических волокон; - оценка качества сварки (при помощи микроскопа, рефлектометра); - защита места сварки одного волокна с помощью термоусаживаемой гильзы; - нанесение защитных оболочек кабеля, либо укладка в сплайс-пластину, кассету.

Рассмотрим три основных способа соединения при помощи сварки:

Сварка оптоволокна при помощи газовой горелки

Данный способ позволяет получить соединения, отличающиеся высокой механической прочностью. Но вместе с тем технологически сложно создавать зону нагрева малого объема, что в итоге приводит к термической деформации волокон и не позволяет добиться точной юстировки. При сваривании одномодового волокна даже незначительное смещение центров волокон относительно друг друга приводит к большой величине вносимых потерь, поэтому способ сварки при помощи газовой горелки широко применяется при монтаже многомодовых оптических кабелей.

Сварка при помощи газовой горелки экономична, может быть использована без специального дорогостоящего оборудования, но требует от специалиста соответствующих. Из-за тенденции все более широкого применения одномодовых каналов передачи данных этот способ монтажа применяется все реже и реже.

Сварка оптоволокна в поле электрического разряда

В настоящее время большинство сварочных аппаратов используют электрических разряд (электрическую дугу) для нагрева и сваривания оптоволокон. Использование сварочного аппарата позволяет получить качественное, долговечное соединение при невысоких затратах. Также важным критерием является быстрота работы и легкость освоения технологии сварки - компании могут отказаться от услуг сторонних организаций.

Недостатком описываемого способа является необходимость покупки недешевого оборудования - современный сварочный аппарат стоит от 10 000 долл. и выше, что влечет за собой "замораживание" оборотных средств и высокие амортизационные отчисления, большую стоимость ремонтных работ (при случаях, выходящих за рамки гарантийного обслуживания). При использовании аппарата для сварки оптических волокон необходимо соблюдение условий по температуре окружающей среды, влажности, отсутствию вибрации. Для обеспечения высокого качества сварочных работ необходимо обеспечить напряжение питания от сети переменного тока с незначительными отклонениями от номинала.

конструкция аппарата для электродуговой сварки оптических волокон

Рис. 1. Конструкция аппарата для электродуговой сварки оптических волокон: 1,2 -- фиксаторы оптического волокна; 3 -- вольфрамовые электроды; 4 -- микроскоп; 5 -- оптическое волокно; в -- привод вертикального перемещения электродов; 7 -- привод горизонтального фиксатора оптического волокна; 8 -- ручка управления приводами

Сварка оптоволокна при помощи лазера

Наилучший результат дает сварка аппаратами, в которых нагрев осуществляется при помощи мощного лазерного излучения. В отличие от электрической дуги на лазерный луч не влияют магнитные поля - это обеспечивает более стабильное формирование сварочного шва, что позволяет получать сварной шов с малыми размерами вносимых потерь (0.05 дБ и менее).

Из-за высокой стоимости оборудования и относительно больших размеров сварочных аппаратов данный метод применяется только при создании высокоскоростных ВОЛС и при построении систем передачи данных на большие расстояния, когда требуется соединение с исключительно низкими потерями.

Похожие статьи




Неразъемные соединения - Технология изготовления соединений, согласующих элементов, сборки источников излучения

Предыдущая | Следующая