光纖連接器損耗與面型及端接力關(guān)系研究.pdf

1、碩士學(xué)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(xué)21202064大連理工大學(xué)DaJiaIlU11iVersityofTecllIlology大連理工大學(xué)碩士學(xué)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(duì)未來(lái)通信傳輸質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)格。光纖

2、通信系統(tǒng)中被廣泛用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩根光纖活動(dòng)連接的光無(wú)源器件之一的光纖連接器也正面臨著更嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)考驗(yàn)。而連接處的裸光纖在整個(gè)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(xué)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(duì)實(shí)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(guò)理論分析、有限元仿真模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法研究各因素對(duì)連接損耗的作用機(jī)理和影響規(guī)律。首先，基于光學(xué)基本

3、原理，通過(guò)詳細(xì)的理論分析和推導(dǎo)，對(duì)引起連接器連接損耗的各因素進(jìn)行了理論上的優(yōu)化。研究表明，單模光纖橫向錯(cuò)位不超過(guò)07岬時(shí)，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(guò)程中出現(xiàn)的端面空氣間隙在不超過(guò)O1岬時(shí)，引起的插入損耗值在013dB以下；同時(shí)，插針體端面幾何面型參數(shù)(包括端面曲率半徑、頂點(diǎn)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(jì)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(diǎn)偏移量不超過(guò)50岬時(shí)，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(cuò)位等機(jī)械因素影響時(shí)，研磨過(guò)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(jì)算和仿真分析，變質(zhì)層折射率相對(duì)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(shí)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(shí)能夠使回波損耗達(dá)到60dB。其次，通過(guò)ABAQUS

5、有限元仿真軟件研究了軸向端接力對(duì)光纖端面空氣間隙的補(bǔ)償修正作用，并通過(guò)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(duì)連接器插入／回波損耗影響的測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量基本能夠驗(yàn)證基于ABAQUS有限元仿真模擬以及理論分析與推導(dǎo)的準(zhǔn)確性，為今后光