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光纤连接器研磨抛光工艺以及缺陷原因分析

 1、光纤连接器的研抛的原因
  光纤连接器作为组成光纤系统最重要的光无源器件之一,在性能上要求其插入损耗更低、回波损耗更高,以提高光纤传输系统可靠性。评价光纤连接器的质量,需要测量连接器插针体端面在研磨抛光后的形状参数,包括曲率半径、顶点偏移量及纤芯凹陷量等三个重要参数。只有使端面形状参数保证在一定的范围之内,才能保证光纤保持良好的物理接触;另外,还要尽量去除光纤端面的变质层,并测试光纤端面是否有划痕或其它污损。最后要满足插入损耗低、回波损耗高的性能。因此,光纤连接器的研磨与抛光过程对提高其
光学性能非常关键。
2、光纤连接器研抛工艺
光纤研磨加工过程是研磨砂纸表面众多单个磨粒于光纤表面综合作用结果。 
四部研磨法:去胶包——粗研磨——半精研磨——精研磨——抛光
(1)对于外包是陶瓷套管的光纤连接器,如 FC 型、SC 型、ST 型、LC 型的光纤连接器主要采用金刚石系列的研磨片进行研磨,用 ADS 进行抛光。研磨工艺:SC30/15-D9-D6-D3-D1-ADS/氧化铈抛光膜+SiO2抛光液;或SC30/15-D9-D3-D1-ADS/氧化铈抛光膜+SiO2抛光液;或SC30/15-D9-D1-ADS/氧化铈抛光膜+SiO2抛光液。其中SC30/15 碳化硅研磨片用于去胶包;D9 或D6 或D3 金刚石研磨片用于粗研磨;D1 金刚石研磨片用于半精磨磨;D0.5 金刚石研磨片用于精磨。ADS/氧化铈抛光膜+SiO2抛光液用于抛光。研磨垫采用橡胶垫。
(2)APC 陶瓷套管的光纤连接器,研磨过程中首先需要大粒度金刚石研磨纸开斜面,之后在用 D9-D1-ADS 研抛。 
(3)对于外包是塑料套管的光纤连接器,如 MT-RJ 类的光纤连接器研磨工艺:SC30/15-SC9-SC6-SC3-SC1,用黑皮+氧化铈研磨液进行抛光;研磨垫采用玻璃垫。
注意:
(1)在研抛的过程中,每一步研磨完要用纯净水及无尘擦拭纸将插针体端面清洗干净;
(2)研抛过程中一般用水作为研磨介质;
(3)研抛定位定位时应注意等高,否则会造成长度不一。定位时研磨盘和插针要保持垂直,否则会造成凸球面偏移量不良(偏心);
(4)因各家厂商插针不同而影响研抛参数;
(5)研磨用的研磨纸要比工件硬,而抛光用的抛光片要比工件软。
3、光纤连接器研抛常见的缺陷
(1)裂纤 
光纤局部或全部出现深度断裂,断口齐整光滑,端检仪上显示为大黑块,见图 a。
产生原因:
A:插芯头上的保护胶太大、太厚或太小,研磨时整块脱落,光纤局部应力过大,导致脆性断裂。
B:研磨机转速过快或者研磨过程不平稳,光纤承受应力过大且不均匀,导致裂纤。
(2)黑点、白点
黑点和白点都是凹坑,黑点是深凹坑、白点是浅凹坑,见图 b、c。 
产生原因:
A:D1 研磨纸切削力不够,或者上一道太粗糙,以至于不能修复;
B:D1 或抛光片中有大颗粒杂质,导致光纤损伤,出现凹坑;
C:D1 或抛光片涂层脱落,夹杂在插芯与研磨片之间,光纤因局部应力过大,出现凹坑;
D:研磨机运转不平稳,或研磨过程混入杂质,导致光纤因局部应力过大,出现凹坑。
(3)黑边
光纤与陶瓷连接处出现颜色较深的黑环,实质上是光纤边缘及环氧胶断裂较深,应反光差异,发黑,见图 d。
A:D1 研磨力过大,导致光纤边缘及环氧胶出现崩裂,抛光不能修复;
B:D1 研磨片粉料脱落严重,造成滚动研磨,导致光纤边缘及环氧胶出现崩裂,抛光不能修复; 
C:D1 研磨力太弱,上道研磨造成的边缘凹坑 不能彻底修复,抛光也不能修复;
D:研磨机转速过快、或压力过大。
(4)烧焦
插芯端面粘上一层较厚的物质(磨屑和胶混合物),基本看不到光纤,见图e。
A:研磨压力较大,橡胶垫硬度高,研磨片在研磨压力作用下,研磨后期涂层表面的磨料大大减少,切削力严重下降; 
B:涂层软化点低,在研磨力作用下胶黏剂发粘,涂层表面粘有大量磨屑,最终转移到插芯端面,造成烧焦现象。
(5)划痕
插芯端面出现黑直线或白直线,黑直线为深划伤痕,白直线为浅划伤痕,见图 f。
A:研磨片里有杂质等异常大颗粒,或研磨片表面不平整,导致光纤局部受力大,切削深度大而造成划痕;
B:研磨压力小,研磨机运转不平稳,导致局部应力过大,切削深度大而造成划痕;
C:研磨片存在开刃现象,表面很硬且不够平整,导致局部应力过大,切削深度大而造成划痕;
D:抛光片异常造成,抛光片中二氧化硅颗粒团聚,或抛光片无切削力。

 

 

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