论文分享|光纤连接器研磨和检查

这个是很普通的题目了，满大街都是光纤连接器生产厂家，熟悉这个技术的技术员，数以万计，甚至十万计。

但是，不妨再温习一遍相关知识。

一、光纤研磨抛光

光纤研磨是研磨纸表面研磨颗粒作用于光纤表面的过程，插术芯种类、材质不同，相应的研磨步骤也不同。以1.25 mm 陶瓷插芯、12 芯MT 插芯超物理端面（Ultra Physical Contact，UPC）为例，研磨参数可参考——不是绝对的。

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（1）曲率半径改善。

光纤插芯研磨时施加的压力与研磨时间都会对曲率半径造成影响，施加的压力越大，研磨垫的形变量越大，研磨垫表面的形变曲率半径越小，研磨后插芯曲率半径越小。如果压力保持不变，研磨垫越软，形变越大，插芯曲率半径也会越小。曲率半径过大则选用较软的研磨垫进行研磨，过小则选用较硬的研磨垫。

此外，研磨时间对曲率半径也有很大影响。研磨时间过短，则插芯研磨不充分，光纤端面会出现划痕、斑点等缺陷。如果插芯研磨时间过长，则会导致插芯台阶变短，研磨垫受到的压力会减小，导致研磨时插芯接触面增加、曲率半径变大，同时也会导致顶点偏移量增加。因此，应选择合适的研磨时间，配合合适的压力研磨出合格的插芯端面。

（2）顶点偏移改善。

较软的研磨垫除了可以减少插芯的晃动幅度、减少顶点偏移，还可以减小曲率半径。对研磨盘施压时需对称施压，这样被研磨的插芯才可均匀受力。

（3）光纤高度改善。

光纤插芯抛光是比较关键的工序，抛光时使用的抛光片颗粒越小，研磨后的光纤插芯端面越光滑，光纤高度越小。抛光片的使用次数越多，光纤高度越大，光纤越凸，从而使光纤端面出现划痕的概率增加。因此，应控制抛光片的使用次数，出现划痕、破损时不能继续使用。

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图：Domaille HDC-5300 光纤研磨机（一个在做医疗光纤的德国公司上班的朋友说，他们的研磨机都是Domaille）

二、光纤跳线检测

（1）端面检测

光纤端面在研磨、抛光过程中不可避免地会产生损坏或污染，常见的光纤端面缺陷有颗粒、凹点、碎屑、划痕以及破损等。光纤连接器插芯端面是决定连接器研磨质量、光纤跳线质量的重要指标，对整个光通信系统的传输性能至关重要，通过端面检测仪可以很快检测出划痕、斑点等缺陷和污染物。

根据IEC 61300 标准要求，将光纤连接器端面分为A，B，C，D 这4 个区域。对于单模连接器，A 区（纤芯区域）不能存在划痕及斑点；B 区（包层区域）小于2 μm 的划痕可以存在，2 ～ 5 μm 的划痕不能超过5 个，5 μm 以上的划痕不能出现，小于3 μm 的斑点可以存在；C 区粘接层对划痕、斑点不做要求；C 区插芯区不能出现大于10 μm的划痕，斑点不做要求。多模连接器B，C，D 区域与单模连接器要求相同，不同的是多模连接器A区允许存在一些轻微划痕斑点，具体为5 μm 以内的划痕不能超过4 个，5 μm 以上的划痕、斑点不能出现。

（2）3D 参数检测

光纤链路的成功连接取决于光纤物理连接的质量，为了提高光纤连接器和光信号的传输效率，必须严格控制光纤连接器端面的几何尺寸，以减少插入损耗和回波损耗。如果端面几何尺寸没有严格控制或者几何尺寸不能达到要求，将面临系统连接失败、可靠性低等问题，因此对光纤连接器端面进行3D 参数检测至关重要。

为保证产品质量和光学性能，制作过程中需对光纤连接器的3D 参数进行检测。单芯光纤连接器的曲率半径为10 ～ 25 mm、顶点偏移≤ 50 μm、光纤高度为-0.1 ～ 0.1 μm[13]；多芯光纤连接器的曲率半径≥ 1 mm、纤芯凹陷为-0.15 ～ 0.15 μm、光纤高度为1 ～ 3 μm。

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图：sumix的 MAX-QM+ 光纤端面干涉仪（上周五，一位前辈说，sumix的干涉仪是最好用的）

（3）插回损检测

在光纤通信系统中，光通信器件对通信质量有着重要影响。对于引入光纤网络中的光通信设备和光器件，都需要经过严苛的指标测试，其中插入损耗和回波损耗是最基本的两项指标。回波损耗是光通过光纤器件后入射光功率和反射光功率损耗，插入损耗则是光经过光纤器件后损耗的光功率，较低的回波损耗会干扰发射激光信号的稳定性，较高的插入损耗则会限制光信号的传输距离。因此，光纤插回损检测至关重要。

国际IEC 61300 标准对光纤跳线插回损标准进行了规定，单芯连接器插入损耗≤ 0.3dB，回波损耗≥ 40dB；多芯连接器插入损耗≤ 0.6dB，回波损耗≥ 25 dB。

文献：王璐璐，任静，李洋，等. 航天用光纤跳线制作与检测技术研究[J]. 电声技术，2023，47（2）：153 - 156.