光纖連接器損耗與面型及端接力關(guān)系研究.pdf

1、碩士學位論文光纖連接器損耗與面型及端接力關(guān)系研究ResearchonRelationshipbet、)’，eenLossesofFiberConnectorAndGeometricalParameters&ConnectionForce學21202064大連理工大學DaJiaIlU11iVersityofTecllIlology大連理工大學碩士學位論文摘要隨著大寬帶、超高速光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，對未來通信傳輸質(zhì)量的要求越來越嚴格。光纖

2、通信系統(tǒng)中被廣泛用來實現(xiàn)兩根光纖活動連接的光無源器件之一的光纖連接器也正面臨著更嚴格的技術(shù)指標考驗。而連接處的裸光纖在整個光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最易受到環(huán)境及外界因素的影響，因此，光纖連接器的光學傳輸質(zhì)量的好壞主要取決于連接處插針體端面的連接狀態(tài)。本文針對實際光網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中因光纖連接器的介入而產(chǎn)生的額外連接損耗，了解引起連接損耗的各關(guān)鍵性因素并通過理論分析、有限元仿真模擬及實驗驗證方法研究各因素對連接損耗的作用機理和影響規(guī)律。首先，基于光學基本

3、原理，通過詳細的理論分析和推導，對引起連接器連接損耗的各因素進行了理論上的優(yōu)化。研究表明，單模光纖橫向錯位不超過07岬時，引起的插入損耗在O~o1dB范圍內(nèi)：不考慮光纖端面研磨質(zhì)量的影響，僅連接過程中出現(xiàn)的端面空氣間隙在不超過O1岬時，引起的插入損耗值在013dB以下；同時，插針體端面幾何面型參數(shù)(包括端面曲率半徑、頂點偏移等)也需要滿足一定要求才能保證連接器不產(chǎn)生額外連接損耗：經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)，插針體端面曲率半徑需控制在17mm～20mm范

4、圍內(nèi)、插針體端面頂點偏移量不超過50岬時，引起的插入損耗值在013dB以內(nèi)；不考慮連接器的端面空氣間隙及橫向錯位等機械因素影響時，研磨過程中出現(xiàn)的光纖端面研磨變質(zhì)層(高折射率損壞層)是影響連接器回波損耗的主要因素。經(jīng)計算和仿真分析，變質(zhì)層折射率相對纖芯折射率的變化量越小越能夠獲得較高的回波損耗，纖芯折射率為1463的光纖在研磨時產(chǎn)生的高折射率變質(zhì)層厚度和折射率分別為001pm和1475時能夠使回波損耗達到60dB。其次，通過ABAQUS

5、有限元仿真軟件研究了軸向端接力對光纖端面空氣間隙的補償修正作用，并通過插針體端面幾何面型與端面空氣間隙的幾何關(guān)系間接得到端接力與面型和損耗的關(guān)系。仿真結(jié)果表明，為了使施加的軸向端接力能夠盡可能降低插入損耗而又不引起光彈效應(yīng)，施加的軸向端接力應(yīng)控制在092N～14N范圍內(nèi)。最后，搭建了用于研究端面空氣間隙與端接力對連接器插入／回波損耗影響的測量系統(tǒng)。通過實驗測量基本能夠驗證基于ABAQUS有限元仿真模擬以及理論分析與推導的準確性，為今后光