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光纤滑环结构以及安装连接光缆和接插件部位常见问题分析

1、光纤滑环结构以及设计原理:
解旋转棱镜法:
采用解旋转棱镜原理制作多路光纤滑环,其原理是利用解旋转棱镜的转像特性及解旋转棱镜补偿各个通道的光程差,从而实现多芯光信号传输的方法。Dove棱镜是一种解旋转棱镜,由于Dove棱镜的整体性,其避免了早期国外使用的像Abbe-Konig等棱镜自身的调整和胶合带来的误差;而且Dove棱镜是直角棱镜削去直角部分形成的,因此其加工难度较小,所以Dove棱镜相对于其他几种解旋棱镜更易实现。
光纤滑环结构
如图1所示光纤旋转接头结构是一种用于解决转动部件和静止部件间光纤信号传输问题的精密光学装置,通常采用准直扩束技术提高耦合效率,通过解旋转动的棱镜(Dove棱镜)、透镜等光学元器件,以及用以提供传动比的齿轮或其他机械装置,然后经过精密定位调试及永久紧固工艺制成。

2、光纤连接器端面的问题:
光纤端面间隙、端面结构形状、端面光洁度是影响光纤接插件插入损耗和回波损耗大小的主要因素,而外界的温湿度、灰尘、机械冲击等载荷对这三个因素都有一定影响。
光纤端面对灰尘污染的问题:灰尘颗粒粘附在光纤端面时,端面的光洁度下降,接插件的损耗将增大。由于光纤接插件工作时需要反复进行插拔连接,在硬颗粒的挤压作用下,光纤端面可能出现划痕等损伤,从而引起菲涅尔反射而造成问题。例如接插件的分离后会由于接触外部湿气及灰尘等污染物而附着于光纤端面,从而造成污染,光纤端面的污染包括液体污染和固体灰尘污染。
光纤端面损伤的问题:光纤端面损伤是指光纤在接触件的端面位置出现几何面型被改变的破损、划痕。损伤区别于污染之处在于污染可以通过气体吹拂或液体清洁方式去除,而损伤是只有通过重新研磨的方式才能使端面形状得以恢复。
端面结构损伤一方面源于污染物,当硬质灰尘颗粒粘附在光纤端面时,重复插拔连接和连接状态下承受外界振动、冲击的过程中,在硬质灰尘颗粒将挤压光纤端面,给光纤端面可能造成划痕等损伤。光纤端面在承受高等级的冲击和振动作用下也可能会出现端面的损伤。因为光纤之间的弹性接触在外界振动和冲击的激励下,端面的接触位置会发生微小位移,具体表现为接触件端面之间的微动摩擦而导致光纤(二氧化硅)、环氧胶或陶瓷表面的晶粒断裂和脱落,进而在光纤表面形成磨粒磨损,使损伤的表面迅速扩大直至整个光纤端面。
接插件结构中插芯损坏的问题:接插件在使用过程中反复的插拔会对插芯套管的端面造成磨损等损伤。在周期性载荷长时间的作用下,插芯产生材料疲劳。疲劳失效为结构在低于强度极限的交变应力的反复作用下,发生裂纹萌生和扩展,最后发生突然断裂的失效。是一种积累损伤的过程。插芯断裂将降低内部光纤的强度,同时可能导致光信号的损失。接插件暴露于腐蚀性环境中时,插芯的端面可能受到一定的腐蚀,例如在酸雨环境中,水或酸性物质渗入连接器内,插芯的端面被腐蚀破坏。插芯端面的几何形状是连接器插芯充分对接的保证,端面腐蚀可使接插件的损耗变大,最终可能导致接插件出现问题。
 
光纤滑环
以上就是光纤滑环结构和端面需要注意的问题