光纖連接器研磨工藝實(shí)驗(yàn)研究

孫曉蕓

摘 要：光纖連接器是構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)常用的光無源器件，其端面質(zhì)量直接影響光纖連接器的性能。該文主要通過光纖連接器的研磨實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行粗磨、中磨和細(xì)磨操作，經(jīng)多閃實(shí)驗(yàn)比較研磨后的端面質(zhì)量，總結(jié)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：光纖連接器 研磨 損耗

中圖分類號：TG580.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（a）-0032-02

光纖連接器是構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)的使用量最多的光無源器件[1]。連接器的使用，使光通道間的連接成為可拆卸，為光纖提供了測試口，方便了光纖通信系統(tǒng)的維護(hù)[2]。連接器制作完成后的端面質(zhì)量例如劃痕、凹凸不平、光潔度差將會影響回波損耗和插入損耗，主要影響回波損耗，端面質(zhì)量主要和制作連接器時(shí)的研磨步驟有關(guān)，本文通過實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)出研磨工藝的要點(diǎn)。

1 粗磨工藝

選用正常去膠的插芯進(jìn)行粗磨，或者不把插芯從研磨夾具上取下而直接進(jìn)行粗磨操作。取出9 μm砂紙（藍(lán)色），將砂紙放在超聲波清洗機(jī)中清洗，取出后在兩面用無塵紙吸干水分，用純凈水清洗橡膠片，把9 μm砂紙貼在橡膠片上，砂紙光滑的一面和橡膠片貼合，用圓筒碾壓橡膠片和砂紙，擠壓出砂紙和橡膠片之間的氣泡。將橡膠片平放在四角加壓式研磨機(jī)的研磨盤上，在砂紙表面噴灑純凈水，用無塵紙擦洗砂紙表面，擦干后再噴灑適量純凈水。確認(rèn)插芯在夾具上固定好后將夾具放置在研磨機(jī)上，確認(rèn)插芯端面和粗磨砂紙接觸正常。設(shè)置研磨機(jī)參數(shù)，包括研磨機(jī)的公轉(zhuǎn)速度，研磨時(shí)間，研磨壓力等。開啟研磨機(jī)，待研磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)秒后合上四個(gè)角卡，對夾具進(jìn)行固定和加壓，轉(zhuǎn)動(dòng)角卡時(shí)要采用對角同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，以保持夾具受力平衡。研磨完成后，關(guān)閉研磨機(jī)，打開四個(gè)角卡，取下夾具，擦干夾具另一面的水，用純凈水清洗夾具表面露出的插芯端面，清洗完成后用無塵紙輕輕擦拭。擦干砂紙表面殘留的水，清洗砂紙表面，取下橡膠片，妥善保管，用于下次操作，如果砂紙已到使用壽命或者出現(xiàn)劃痕，更換砂紙。

操作要點(diǎn)有：兩次清洗砂紙，防止砂紙表面的雜質(zhì)對光纖端面造成較深的劃痕；去除砂紙和橡膠片的氣泡，大小不同的氣泡都會影響研磨平面的平整度，造成不同程度的研磨缺陷；轉(zhuǎn)動(dòng)角卡采用對角同時(shí)加壓，夾具受力不均時(shí)會造成插芯端面和砂紙接觸程度有差異，有的插芯接觸，有的不接觸，也會形成研磨缺陷。研磨時(shí)間、壓力、研磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的設(shè)置，研磨機(jī)參數(shù)在合適的范圍內(nèi)可以保證較高的研磨成功率和較好的研磨效果。

本實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行粗磨操作時(shí)，采用原始研磨壓力，研磨機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為70 r/min，研磨時(shí)間是180 s。正確操作后，研磨交過較好的光纖端面如圖1所示。

2 中磨工藝

與粗磨操作相類似，取用粗磨效果好的陶瓷插芯和纖芯或者原粗磨完成后的完整夾具。取出3μm砂紙（粉紅色），將砂紙置于超聲波清洗機(jī)中清洗，清洗完成后砂紙兩面用無塵紙吸干水分，用純凈水清洗橡膠片，然后將砂紙貼在橡膠片上，砂紙光滑的一面和橡膠片貼合，用圓筒碾壓砂紙和橡膠片，去除其中的氣泡，往返碾壓，交錯(cuò)碾壓，碾壓時(shí)注意不能劃傷砂紙。將貼好砂紙的橡膠片平放在研磨機(jī)上，噴灑純凈水，用無塵紙擦洗砂紙，然后加適量的純凈水作為研磨液。檢查夾具上的陶瓷插芯是否已固定，確認(rèn)固定后將夾具平放在研磨機(jī)上，確認(rèn)陶瓷插芯端面和砂紙正常接觸后，調(diào)整研磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)，包括研磨機(jī)轉(zhuǎn)速、研磨壓力、研磨時(shí)間等。打開研磨機(jī)，待研磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)秒后，合上四個(gè)角卡，相對的兩個(gè)角卡同時(shí)合上，固定夾具，給夾具施壓。研磨時(shí)間到后，關(guān)閉研磨機(jī)，打開四個(gè)角卡，取下夾具，擦干夾具另一表面的水，用純凈水清洗夾具表面的插芯端面，用無塵紙輕輕擦拭；擦干砂紙上殘留的水，清洗砂紙表面，取下橡膠片，妥善放置，用于下一次操作，如果砂紙表面出現(xiàn)劃痕或者已到使用壽命，就立即更換砂紙。

操作要點(diǎn)有：兩次清洗砂紙，砂紙表面由于放置的環(huán)境時(shí)間等因素，表面會有塵埃等雜質(zhì)，這些咋會都會影響端面的研磨效果，清洗砂紙有助于清除表面雜質(zhì)；對于已用過的砂紙，砂紙表面易粘附研磨的陶瓷顆粒，纖芯顆粒和磨損的金剛砂粒，清洗表面有助于去除這些硬顆粒，保證端面研磨平整；去除砂紙和橡膠片之間的氣泡，砂紙研磨區(qū)的氣泡會使得研磨面不平，造成端面的研磨缺陷；閉合角卡時(shí)要對角同時(shí)閉合，保證插芯平面和砂紙正常接觸，受力均衡；研磨機(jī)轉(zhuǎn)速、研磨時(shí)間、研磨壓力設(shè)置在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，取得較好的研磨效果；注意觀察砂紙表面，如果出現(xiàn)劃痕，就要更換砂紙。劃痕的形成原因有：貼砂紙時(shí)指甲和飾物劃傷、去除氣泡時(shí)圓筒摩擦劃傷、陶瓷插芯露出的纖芯劃傷、夾具的棱角碰撞或者劃傷等；砂紙使用得接近使用壽命，表面無劃痕等，可延長研磨時(shí)間以取得較好的研磨效果。

3 細(xì)磨工藝

取用中磨產(chǎn)品中研磨交過好的插針或者原中磨完成后的整盤夾具上的插針。取出1 μm砂紙（淺紫色），放在超聲波震蕩清洗機(jī)中清洗，拿出后放在兩張無塵紙之間，吸干表面水分，用純凈水噴霧清洗橡膠墊，去除橡膠片表面的絮狀顆粒狀雜質(zhì)；把砂紙貼在橡膠墊上，砂紙光滑的一面和橡膠片貼合，用圓筒往返碾壓、交錯(cuò)碾壓，務(wù)必排除砂紙和橡膠墊之間的氣泡和水，碾壓時(shí)不能造成砂紙的任何劃痕。清潔研磨機(jī)的研磨臺（檢查是否有藍(lán)斯拉夫線，斷裂的光纖或纖芯，光纖涂覆層、包層雜質(zhì)），將貼有砂紙的橡膠墊平放在研磨臺上，噴灑純凈水，用無塵紙擦洗砂紙表面，加入適量純凈水。檢查夾具上的插針是否完全固定，將夾具平放在研磨機(jī)上，確認(rèn)插針端面與砂紙正常接觸。設(shè)置研磨時(shí)間、研磨壓力、研磨轉(zhuǎn)速等參數(shù)，打開研磨機(jī)，待研磨機(jī)穩(wěn)定暈住數(shù)秒后合上角卡，相對的兩個(gè)角卡同時(shí)合上，用于固定夾具，給夾具施加研磨壓力。研磨時(shí)間到后，關(guān)閉研磨機(jī)，打開四個(gè)角卡，取下夾具，擦干夾具另一表面的水，用純凈水清洗夾具表面的插芯端面，用無塵紙輕輕拍打；擦干砂紙表面殘留的水，清洗砂紙表面，取下橡膠片，妥善放置，用于下一次操作，如果砂紙表面出現(xiàn)劃痕或者已到使用壽命，就立即更換砂紙。

實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)：兩次的砂紙清洗。砂紙粒度為1μm，任何塵埃絲絮等雜質(zhì)的粒度都可和砂粒相比擬甚至大于砂粒粒度，這些雜質(zhì)都會在光纖端面形成難以修復(fù)的劃痕；去除砂紙和橡膠墊之間的氣泡。氣泡會造成砂紙表面凹凸不平，使得光纖端面研磨受力不均勻，形成研磨缺陷；合上角卡時(shí)要對角同時(shí)閉合，保持研磨夾具受力平衡；研磨時(shí)間、研磨壓力、研磨機(jī)轉(zhuǎn)速要設(shè)置合理，取得好的研磨效果；注意檢查砂紙是否便面出現(xiàn)劃痕，是否已到使用壽命，如果此類現(xiàn)象發(fā)生，就必須更換砂紙。砂紙上任何可見的劃痕都會對光纖端面造成研磨缺陷；接近使用壽命的砂紙，如需繼續(xù)使用，可采取延長研磨時(shí)間或者增大研磨壓力的辦法來獲得好的研磨效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 何興道.光纖連接器的制作工藝研究[D].南昌：南昌航空大學(xué)，2007.

[2] 馬聲全.高速光纖通信ITU-T規(guī)范與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002：8-30.