LUCIDATURA MECCANICA DELLA FIBRA
I connettori svolgono un ruolo chiave nelle comunicazioni in fibra ottica. La finitura della faccia terminale di un connettore lucido determina la qualità della sua trasmissione dell'onda luminosa. Di conseguenza, tutti i connettori lucidati utilizzati per le comunicazioni sono tenuti a rispettare una serie rigorosa di standard e specifiche. Alcune persone sul campo pensano che siano stati raggiunti i massimi livelli di prestazione, mentre altri credono che ci sia spazio per miglioramenti. La forza lavoro sviluppata per questo campo è composta da tecnici i cui strumenti si sono evoluti da dispositivi manuali a macchinari di precisione. Queste macchine, combinate con una forza lavoro esperta, stanno creando il percorso per la comunicazione globale.
Inizialmente, la lucidatura dei connettori era un'attività manuale eseguita da un singolo operatore. Dopo alcuni anni di crescita, la tradizionale catena di montaggio della produzione stava prendendo piede. I produttori di assemblaggi di cavi su larga scala ("Jumper Houses") avevano dozzine di persone, ognuna delle quali lucidava un connettore alla volta (e, fino ad oggi, la lucidatura manuale continua a svolgere un ruolo). Sebbene la lucidatura manuale possa essere pratica per alcune applicazioni, è molto poco pratica per la lucidatura ad alto volume o per il rispetto efficiente e ripetibile di specifiche rigorose. L'alternativa, la lucidatura meccanica, è un metodo economico, che produce grandi volumi di connettori i cui livelli di prestazione soddisfano o superano gli standard del settore. Una macchina che utilizza un movimento di lucidatura specifico ed è testata per la conformità agli standard del settore produrrà connettori lucidati di qualità con elevati livelli di coerenza da lotto a lotto.
LA MACCHINA LUCIDANTE
Quando è il momento di acquistare una lucidatrice meccanica, ci sono una serie di domande che dovrebbero essere poste:
1. Le funzioni operative sono semplici da usare?
2. L'unità offre una facile intercambiabilità del connettore?
3. I piani di lucidatura sono facilmente accessibili?
4. Esiste una funzione di impostazione della pressione?
5. Il movimento di lucidatura attacca i connettori da tutti i lati allo stesso modo?
6. La macchina può eseguire lucidature angolari?
7. Il produttore ha la capacità di fornire un fissaggio personalizzato se necessario?
8. I risultati finali soddisfano e / o superano gli attuali standard end-face?
Un lucidatore di produzione di qualità risponderà "sì" a tutte queste domande.
Nel dettaglio, una macchina per la lucidatura delle fibre avrà:
1. Timer: un timer impostabile consente di utilizzare una sequenza temporizzata predefinita di tecniche operative. Il tempismo ha dimostrato di essere fondamentale per ottenere le specifiche delle prestazioni del connettore. Un timer dovrebbe avere impostazioni dell'ora comprese tra 0 e 60 secondi.
2. Dispositivo di regolazione della pressione: una levigatrice deve avere una capacità di carico regolabile. La pressione combinata con la durezza della superficie di lucidatura consentirà alla macchina di produrre la geometria della superficie terminale richiesta dai connettori. Questo dispositivo dovrebbe avere uno strumento di impostazione che abbia chiaramente contrassegnato le divisioni di misura.
3. Intercambiabilità dei portaconnettori - portaconnettori che possono essere rimossi rapidamente e facilmente offrono una maggiore produttività, minori tempi di fermo e una migliore produzione. Una macchina che offre supporti per connettori per tutti i tipi di connettori aggiunge flessibilità alla produzione.
4. Disponibilità dei supporti per connettori: nel valutare l'apparecchiatura, è importante considerare i supporti per connettori disponibili. È importante che il produttore disponga di supporti disponibili per i connettori standard utilizzati in tutto il mondo - SC, FC, ST - per entrambe le configurazioni PC e APC.
Inoltre, il produttore dovrebbe essere in grado di fornire una gamma di supporti per connettori oltre gli "standard" utilizzati: la versatilità in quest'area ridurrà al minimo le opportunità perse e massimizzerà la capacità di soddisfare le potenziali richieste dei clienti.
5. Piastre di lucidatura rimovibili: le piastre di lucidatura trasportano i film di lucidatura che agiscono sulla faccia terminale del connettore. Questi dovrebbero essere facilmente rimossi e sostituiti. Ciò riduce al minimo la contaminazione, aumenta l'uscita del connettore e massimizza la durata del film di lucidatura.
6. Movimento di lucidatura: un elemento chiave di un sistema di lucidatura di alta qualità è il movimento della superficie che esegue la lucidatura. Se l'azione di lucidatura non viene bilanciata uniformemente da tutti i lati, le prestazioni del connettore ne risentiranno e i costi aumenteranno a causa del materiale scartato e dell'usura eccessivamente rapida dei film di lucidatura. Per ottenere risultati coerenti di alta qualità, la macchina deve fornire un movimento di lucidatura orbitale, un'oscillazione circolare.
7. La macchina può eseguire lucidature angolari? Sebbene le nuove tecniche di lucidatura, come MPC (Maximum Physical Contact), consentano ai connettori finiti su PC di ottenere risultati APC (Angled Physical Contact), è necessario eseguire la lucidatura angolare. La lucidatura angolare (tipicamente lucidata a 8 °) è necessaria quando sono richieste letture di Backrelection di <>
Un lucidatore dovrebbe offrire la possibilità di lucidare i connettori piatti, con una finitura PC o APC. Macchine diverse non devono essere acquistate per diversi tipi di lucidanti. Un lucidatore di qualità avrà la capacità di eseguire tutti i tipi di lucidatura.
8. Una "ricetta" per soddisfare gli standard: gli standard per i connettori di oggi sono rigorosi. È importante che il produttore della macchina fornisca, insieme a un buon manuale di istruzioni, preferibilmente illustrato, specifiche "ricette" di lucidatura per ottenere le specifiche del connettore (descritte nella sezione seguente) e che si disponga di linee di comunicazione aperte con il produttore per tieniti aggiornato in questa tecnologia in via di sviluppo.
CRITERI DI ACCETTAZIONE FINE POLISHED PER CONNETTORI OTTICI IN FIBRA
Nel campo delle comunicazioni, sono necessari standard elevati per la trasmissione telefonica e standard ancora più elevati per la trasmissione CATV, con il movimento apparente verso gli standard più elevati influenzato dalla logica dell'utilizzo delle linee telefoniche per CATV. I connettori monomodali vengono utilizzati per garantire risultati ottimali - e questi risultati ottimali sono una funzione della qualità delle superfici lucidate della superficie frontale del connettore - In particolare, queste sono le caratteristiche misurabili delle prestazioni
che sono controllati nella lucidatura del connettore. Le caratteristiche che deve fornire una levigatrice sono:
1. Riflessione
2. Perdita di inserzione
3. Scostamento dell'apice
4. Raggio di curvatura
5. Sottosquadro / sporgenza della fibra
6. Ispezione del lato terminale del connettore
1. RIFLESSIONE
Il riflesso posteriore è la luce riflessa indietro attraverso la fibra verso la sorgente, che trasmette l'onda luminosa. La riflessione della luce si verifica nel punto di contatto di due connettori quando sono accoppiati. Un livello elevato di riflessione posteriore causerà problemi di trasmissione per i sistemi che dipendono dalla velocità e dalla chiarezza di un sistema in fibra, poiché le velocità dati elevate desiderate possono riscontrare errori di bit se il segnale è distorto. L'attuale standard del settore Back reflection è <>
I connettori sono comunemente indicati come PC, SPC, UPC e APC. Questi sono termini, che descrivono le facce terminali del connettore e si riferiscono anche alla designazione del riflesso posteriore:
• PC (contatto fisico)
Una descrizione della faccia terminale sferica a contatto Riflessione posteriore Valore = –35db
• SPC (Super Physical Contact)
Una descrizione della faccia terminale sferica a contatto Valore di riflessione posteriore = –45db
• UPC (contatto ultra fisico)
Una descrizione della faccia terminale sferica a contatto Valore di riflessione posteriore = <>
• APC (contatto fisico angolato)
Una descrizione della superficie frontale sferica angolata a contatto. L'angolo di scelta è di 8 °. Questo angolo devia il riflesso posteriore a <>
Un produttore di cavi lucidati può vedere uno qualsiasi di questi valori specificato, incluso il comune "in-betweener" di <-50db, ma="" il="" requisito="" crescente="" è="" upc=""><-55db), qualcosa="" fortemente="" influenzato="" dalle="" esigenze="" della="" trasmissione="">
2. PERDITA DI INSERIMENTO
La perdita di inserzione è la quantità di potenza ottica persa nell'interfaccia di due connettori. Le letture di perdita di inserzione scarse sono generalmente il risultato di un disallineamento delle fibre, della separazione tra i collegamenti (noto anche come "intercapedine d'aria") e / o della qualità della finitura all'estremità del connettore.
La perdita di inserzione è una funzione dell'attrezzatura di lucidatura e della tecnica utilizzata per eseguire la lucidatura. Una macchina che produce una scarsa geometria del lato frontale genererà quasi sempre livelli inaccettabili di perdita. Lo standard attualmente dichiarato per la perdita di inserzione è <0,5 db,="" ma="" il="" livello="" comunemente="" previsto="" è="" diventato=""><0,3> Oltre alle caratteristiche prestazionali di cui sopra, esiste una geometria del prodotto specificata, specificata per garantire affidabilità e prestazioni dei connettori corrette in condizioni avverse come vibrazioni e cicli di temperatura. Queste caratteristiche dipendono dall'elevato livello di controllo fornito da una lucidatrice meccanica.
3. OFFSET APEX
Il termine Apice definisce il punto più alto sulla superficie sferica nella faccia terminale del connettore. Apex Offset è la distanza misurata tra il centro della fibra e il punto più alto effettivo di un connettore lucido.
Sebbene Apex Offset descriva una condizione fisica della fibra lucida, piuttosto che un parametro prestazionale, è considerato un criterio di accettazione in sé. Un eccessivo offset dell'apice contribuisce a perdite di inserzione elevate e letture di riflessione della schiena elevate.
4. RAGGIO DI CURVATURA
Il raggio di curvatura è la misura della condizione sferica del lato terminale di un connettore. Il raggio generato su una faccia terminale del connettore influisce sulle prestazioni del connettore, e così viene specificato - il raggio deve essere tale che, quando accoppiato con un altro connettore, la maggior parte della compressione che si verifica viene applicata al materiale che circonda la fibra (noto anche come ferrula assorbimento). In generale, le ghiere utilizzate sono pre-irradiate. Il raggio viene mantenuto durante la lucidatura applicando una pressione tra il connettore e una superficie di lucidatura resiliente, applicando un peso o impostando la compressione in modo dimensionale (è sempre più raro, ma la formazione di una ghiera con estremità piatta in un'estremità del PC viene ancora eseguita attraverso la stessa tecnica di base per applicare la pressione su una superficie resiliente). Maggiore è la superficie di lucidatura elastica, maggiore sarà il raggio del connettore risultante (più piatto). Al contrario, più morbida è la superficie di lucidatura, minore è il raggio del connettore. Un raggio adeguato, in combinazione con il sottotaglio in fibra, consente una corretta compressione da fibra a connettore. Le specifiche del settore per il raggio di curvatura sono 10-25 mm. Questa gamma consente le massime prestazioni del connettore.
5. SOTTOTUTTO / PROTRUSIONE DI FIBRE
Quando una fibra viene incassata all'interno di una ghiera del connettore, il termine utilizzato è "Sottosquadro della fibra". Quando una fibra sporge sopra la ghiera, viene chiamata "Sporgenza della fibra". La misurazione di questa caratteristica viene effettuata utilizzando un interferometro. Un interferometro visualizza l'offset delle linee di interferenza che passano sopra la fibra.
La maggior parte delle sequenze di lucidatura inizia con materiali aggressivi, carburo di silicio per rimuovere i film epossidici e lappanti con diamante per la lucidatura iniziale e intermedia, che rimuovono sia la ferrula che la fibra alla stessa velocità. Durante l'ultima fase di lucidatura, tuttavia, viene utilizzato un materiale meno aggressivo, solitamente biossido di silicio, perché attacca solo la fibra. Se si utilizza un film aggressivo per la fase di lucidatura finale, si otterrà un taglio eccessivo.
L'eccessivo sottosquadro delle fibre viene solitamente specificato come superiore a 50 nm. Il sottosquadro delle fibre è una condizione che influenza sia il riflesso della schiena sia la perdita di inserzione. Quando i connettori sono accoppiati, il materiale della ghiera che circonda la fibra si comprime, il che consente alle fibre con un sottosquadro / sporgenza accettabili di entrare in contatto. Fibre che non stabiliscono un contatto intimo
avere un vuoto d'aria. Un gap d'aria produrrà misurazioni inaccettabili di perdita di riflesso e inserzione.
Fiber Protrusion ha anche un limite - accettabile 50nm di sporgenza - Sia Undercut che Protrusion, sono il risultato del processo di lucidatura. Se è presente un'eccessiva sporgenza, durante il processo di accoppiamento del connettore possono verificarsi scheggiature e / o rotture della fibra.
6. ISPEZIONE DEL CONNETTORE
Per la misurazione dei criteri di prestazione, riflesso della schiena e perdita di inserzione, sono disponibili misuratori che sono generalmente familiari ai lucidatori. I criteri geometrici, Scostamento dell'apice, Raggio di curvatura e Sottosquadro della fibra sono confermati utilizzando un interferometro.
L'ispezione visiva svolgerà sempre un ruolo importante nella valutazione della superficie levigata (vedere il diagramma seguente), ma per confermare la geometria è necessario l'interferometro ora sempre più utilizzato. Gli interferometri sono disponibili da una serie di fonti, che vanno da quelle che forniscono un monitor da cui l'utente determina l'accettabilità del prodotto, a programmi assistiti da computer che forniscono una lettura stampata che include tutte le prestazioni e le caratteristiche geometriche del connettore.
TECNICHE DI LUCIDATURA
Fondamentale per una corretta lucidatura è il processo applicato, la tecnica, che si traduce nell'incontro tra i vari
specifiche.
I primi connettori erano tutti prodotti con facce terminali piatte, che erano specificate per essere vicine (la tolleranza lineare sulla SMA, ad esempio, era di 8 micron), ma troppo specificamente evitavano il contatto effettivo. Man mano che la lucidatura si evolveva, venne sviluppato il concetto di PC (contatto fisico) - facce terminali sferiche, con le fibre che mettevano effettivamente in contatto fisico - La finitura del PC ha portato a prestazioni molto migliori perché è stato eliminato il gap d'aria che ha permesso una maggiore trasmissione delle onde luminose.
I primi connettori per PC, che precedevano lo sviluppo dei puntali pre-radiosi ora comuni, richiedevano la formazione sferica delle loro facce terminali piatte come parte del processo di lucidatura. Queste tecniche tradizionali di lucidatura, per connettori PC monomodali, hanno comportato un processo in quattro fasi: rimozione epossidica, formazione di ghiere, lucidatura preliminare e lucidatura finale. Questi passaggi hanno utilizzato materiali aggressivi per la rimozione epossidica e le fasi di formazione della ferrula, generalmente realizzate utilizzando un film di lucidatura a diamante. Ora, tuttavia, quasi tutti i connettori sono "pre-irradiati" e il processo di lucidatura dovrebbe evitare un'interruzione eccessiva della superficie sferica, il tipo di cose che un processo meccanizzato può fare bene (e un processo manuale male). Di conseguenza, ridurre il tempo di ciclo e modificare le gradazioni del film per adattarsi alle attuali configurazioni dei connettori ha rivitalizzato le tradizionali tecniche di lucidatura. Ora, il tradizionale processo in quattro fasi è molto migliorato (rimozione epossidica, lucidatura iniziale, lucidatura intermedia e lucidatura finale).
Di seguito è riportato un elenco di tecniche di lucidatura per la lucidatura monomodale e multimodale.
COMMENTI AGGIUNTIVI DELLA TECNICA DI LUCIDATURA
Le tecniche di lucidatura più recenti indicano che le fasi di rimozione epossidica aggressiva e di formazione di ghiere che erano precedentemente popolari dovrebbero essere minimizzate durante il processo di lucidatura, aumentando la dipendenza dal raggio preformato. Ciò può essere ottenuto utilizzando gradi più sottili di carburo di silicio per la rimozione di resina epossidica e sostituendo o addirittura eliminando la fase di formazione della ferrula. Le tecniche più attuali utilizzano un processo in tre fasi; rimozione epossidica, lucidatura di ghiere e lucidatura di fibre. Questa tecnica offre livelli più elevati di output mantenendo gli standard di prestazione attuali e comporta un costo per connettore inferiore.
La lucidatura a macchina è l'unico mezzo pratico disponibile per soddisfare le esigenze di aumento delle prestazioni e della produzione. Nella misura in cui la lucidatura manuale può essere efficace, richiede prestazioni da parte di personale altamente qualificato (per un compito ripetitivo e monotono) e, man mano che le specifiche diventano più difficili - SPC, UPC, APC - la lucidatura manuale diventa irragionevole (se non impossibile ) compito. Come in altri campi "ad alta tecnologia", la risposta è la capacità delle macchine di svolgere compiti ripetibili di ultra precisione.
Come descritto sopra, una lucidatrice dovrebbe avere buone istruzioni e una "ricetta" per produrre connettori lucidati che soddisfino tutte le specifiche. Esistono tuttavia diverse variabili che influenzano il processo, su cui l'industria continua a imparare e svilupparsi. È importante che la macchina selezionata abbia la capacità di incorporare nuovi sviluppi e che il produttore ti tenga informato e sia disponibile per supporto e consulenza.
SUGGERIMENTI PER LA LUCIDATURA E CONSIDERAZIONI SUL PROCESSO
In alcuni casi, l'utente della macchina verrà a conoscenza di alcuni fattori che coinvolgono variabili diverse dalla lucidatrice stessa. Di seguito sono riportati alcuni elementi che sono comunemente trascurati.
1. Pellicole per lucidare
2. Epossidico
3. Pulizia
4. Lubrificazione
1. Pellicole per lucidatura: le pellicole sono il fattore più significativo nelle operazioni di lucidatura. La qualità e le gradazioni variano da fornitore a fornitore. Quando viene sviluppata una tecnica di lucidatura, il tipo di film, la marca e la dimensione delle particelle devono essere scelti con cura. I film eccessivamente aggressivi possono distruggere una fibra da 125 μm e il raggio sferico può essere interrotto in modo irreparabile. Inoltre, di importanza cruciale per il costo reale, è il costo iniziale del film di lucidatura in quanto si riferisce alla durata del ciclo che i film forniscono - questo può variare in modo significativo da vari produttori.
Suggerimento: pulire ogni pezzo di pellicola per lucidatura prima e dopo ogni utilizzo. Pulizia (discussa
sotto) aumenterà la durata del film e diminuirà il costo per connettore.
2. I diversi tipi di epossidici epossidici possono essere rimossi più facilmente con gradi specifici di film di lucidatura al carburo di silicio. I film da utilizzare in questo passaggio dipendono dal tipo di resina epossidica e dalle dimensioni del cordone epossidico montato sull'estremità del connettore. Epossidici diversi hanno diversi livelli di durezza - alcuni sono appiccicosi e altri sono fermi - Gli epossidici duri vengono rimossi facilmente con pellicole più grossolane (20 um, 30 um, ecc.), Mentre le epossidiche più morbide sono più adatte a pellicole più piccole, cioè 9 um, 5 um, ecc.
Suggerimento: il tallone epossidico che rimane sul connettore prima della lucidatura deve essere ridotto al minimo (la dimensione di una punta di spillo). Ciò prolungherà la vita di tutti i film di lucidatura. Inoltre, prova diverse gradazioni di carburo di silicio fino a trovare il film di rimozione epossidico che funziona meglio per le tue esigenze.
3. Pulizia: un ambiente privo di contaminazione è essenziale quando si desidera una lucidatura ottimale del connettore. Sono necessari cinque elementi per ridurre al minimo la contaminazione:
1. Acqua deionizzata / filtrata
2. Alcool isopropilico
3. Tessuti senza pelucchi
4. Tamponi senza pelucchi
5. Aria in scatola
Acqua deionizzata / filtrata: è necessaria acqua pulita per impedire alle particelle estranee di distruggere lo smalto. L'acqua del rubinetto e altre fonti d'acqua contengono particelle (sporco) che possono raggiungere i 15 micron. Detriti di queste dimensioni distruggeranno un connettore lucido. L'acqua deionizzata o filtrata eliminerà questa possibilità.
Alcool isopropilico: l'alcool deve essere usato per pulire i film di lucidatura, i connettori e l'area circostante (all'interno della lucidatrice automatica) prima e dopo ogni fase di lucidatura. Questo eliminerà virtualmente qualsiasi particella o detrito da
trasferimento al prossimo passaggio di lucidatura.
Tessuti senza sfilacciature: i tessuti verranno utilizzati per applicare l'alcool ai film, ai connettori e alla macchina. I tessuti verranno inoltre utilizzati per asciugare la faccia terminale del connettore prima della fase di test e ispezione del processo di lucidatura.
Tamponi privi di lanugine: pulire sempre i misuratori di riferimento e gli accoppiatori i tamponi imbevuti di alcool. Gli strumenti di misura e i dispositivi di accoppiamento sono le apparecchiature più trascurate quando si crea un ambiente privo di contaminazione. La pulizia dell'attrezzatura di prova dovrebbe diventare un'abitudine. L'uso ripetuto di questi strumenti comporterà l'accumulo di detriti. Se mantenuto correttamente, i risultati corretti possono essere garantiti con sicurezza, per non parlare del fatto che i problemi di risoluzione delle prestazioni scadenti saranno ridotti al minimo.
Aria in scatola: è molto utile per rimuovere i detriti dagli accoppiatori dei connettori. Può anche essere usato come detergente generale per rimuovere la polvere da connettori, pellicole o workstation.
Suggerimento: controllare periodicamente l'estremità del cavo di riferimento per individuare eventuali difetti. La connessione e la disconnessione comporteranno l'accumulo di detriti per un periodo di tempo. Pulire l'estremità con alcool usando un tessuto privo di lanugine. Inoltre, ad un certo punto, il riferimento dovrà essere rinnovato. Dopo ripetute lucidature, il cavo di riferimento dovrà essere sostituito.
4. L'acqua deionizzata, la lubrificazione e le sospensioni lubrificate, se usate correttamente, possono migliorare le prestazioni del connettore. Le migliori soluzioni hanno particelle di dimensioni molto piccole di 20-60 nm. La dimensione delle particelle della soluzione deve essere almeno la metà della dimensione del film di lucidatura finale. Le soluzioni vengono utilizzate per ridurre la perdita di ritorno fino a 5 dB. Prestare attenzione alle soluzioni a base colloidale. Tendono ad asciugarsi rapidamente e possono distruggere uno smalto se non viene rimosso rapidamente dall'estremità del connettore. Inoltre, posizionare la soluzione in un'area asciutta a temperatura ambiente. Proteggi le soluzioni dalle basse temperature. Molte soluzioni perdono la capacità di migliorare le prestazioni man mano che diventano più solide (dense).
Suggerimento: diluire la soluzione. Qualsiasi intervallo da 2 a 5 parti di acqua filtrata / deionizzata in un'unica soluzione può migliorare le prestazioni.
CONCLUSIONE
Le macchine per la lucidatura meccanica forniscono ai produttori di cavi in fibra e ai produttori di apparecchiature originali un mezzo economico per soddisfare gli elevati requisiti di produzione mantenendo gli alti livelli di qualità richiesti. Mentre l'uso di macchine per lucidare è diventato una necessità, è importante usare il giudizio nella selezione delle macchine. È ragionevole chiedere ai produttori prove oggettive a supporto delle dichiarazioni di prestazione (l'esistenza di apparecchiature di prova automatiche che forniscono una copia stampata dei risultati delle prove lo rende possibile), di fornire riferimenti e campioni dei componenti per la propria ispezione. Non trascurare il fatto che questo è ancora un campo dinamico e in crescita. I connettori cambieranno e le tecniche di elaborazione miglioreranno. È importante disporre di apparecchiature in grado di adattarsi prontamente ai cambiamenti nella configurazione del connettore e nella tecnica di lucidatura. Ed è altrettanto importante che il produttore delle apparecchiature sia consapevole e coinvolto in questi sviluppi e comunichi efficacemente con gli utenti delle loro apparecchiature. Le prestazioni elevate e la produzione economica rappresentano una sfida per tutti noi del settore e sembra evidente che la sfida venga affrontata in modo efficace. È un'indicazione di un futuro luminoso per le comunicazioni in fibra ottica, un futuro in cui un'azienda adeguatamente preparata può prosperare.
