MEKANISK FIBERPOLERING
Kontaktdon spelar en nyckelroll i fiberoptisk kommunikation. Finishen på en polerad anslutares ändyta bestämmer kvaliteten på dess ljusvågöverföring. Följaktligen måste alla polerade kontakter som används för kommunikation uppfylla en strikt uppsättning standarder och specifikationer. Vissa människor i fältet tror att de högsta prestandanivåerna har uppnåtts, medan andra tror att det finns utrymme för förbättringar. Arbetskraften utvecklad för detta område består av tekniker vars verktyg har utvecklats från manuella enheter till precisionsmaskiner. Dessa maskiner tillsammans med en erfaren arbetskraft skapar vägen för global kommunikation.
Ursprungligen var kontaktpolering en manuell uppgift som utfördes av en enda operatör. Efter några års tillväxt tog den traditionella produktionsmonteringslinjen grepp. Stora tillverkare av kabelmonteringar (”Jumper House”) hade dussintals människor, var och en polar en kontakt åt gången (och till idag fortsätter manuell polering att spela en roll). Även om manuell polering kan vara praktisk för vissa tillämpningar, är det mycket opraktiskt för polering med hög volym eller för ett effektivt och repeterbart möte med täta specifikationer. Alternativet, mekanisk polering, är en kostnadseffektiv metod som producerar stora volymer anslutningar vars prestanda uppfyller eller överträffar industristandarden. En maskin som använder en specifik poleringsrörelse och testas för att överensstämma med industristandarderna kommer att producera polerade kontakter med hög grad av konsistens från batch till batch.
POLERINGSMASKINEN
När det är dags att köpa en mekanisk polermaskin finns det ett antal frågor som bör ställas:
1. Är driftsfunktionerna enkla att använda?
2. Erbjuder enheten enkel utbytbar kontakt?
3. Är poleringsplattorna lättillgängliga?
4. Finns det en tryckinställningsfunktion?
5. Anfaller poleringsrörelsen kontakterna från alla sidor lika?
6. Kan maskinen utföra vinkelfärgningar?
7. Har tillverkaren kapacitet att leverera anpassad armatur vid behov?
8. Uppfyller slutresultaten och / eller överskrider de nuvarande standarderna för slutanvändning?
En kvalitetsproduktionspolerare svarar ”ja” på alla dessa frågor.
I detalj kommer en fiberpolermaskin att ha:
1. Timer - en inställbar timer gör det möjligt att använda en fördefinierad tidsstyrd sekvens av driftstekniker. Tidpunkten har visat sig vara avgörande när det gäller att få anslutningsprestanda. En timer bör ha tidsinställningar från 0 till 60 sekunder.
2. Tryckinställningsanordning - en polermaskin måste ha justerbar tryckbelastningsförmåga. Tryck i kombination med hårdheten på poleringsytan gör det möjligt för maskinen att producera anslutningarnas erforderliga gavelgeometri. Enheten bör ha ett inställningsverktyg som har tydligt markerade måttdelar.
3. Utskiftbarhet mellan anslutningshållare - anslutningshållare som kan tas bort snabbt och enkelt erbjuder ökad produktion, mindre driftstopp och förbättrad produktion. En maskin som erbjuder kontakthållare för alla kontaktstyper ger produktionen flexibilitet.
4. Anslutningshållares tillgänglighet - Vid utvärderingen av utrustningen är det viktigt att beakta de tillgängliga anslutningshållarna. Det är viktigt att tillverkaren har tillgängliga hållare för standardkontakterna som används över hela världen - SC, FC, ST - för både PC- och APC-konfigurationer.
Tillverkaren bör också ha förmågan att tillhandahålla en rad kontakterhållare utöver de "standarder" som används - mångsidigheten inom detta område kommer att minimera förlorade möjligheter och maximera möjligheten att möta potentiella kundförfrågningar.
5. Borttagbara polerplattor - poleringsplattor bär poleringsfilmerna som verkar på kontaktens ändyta. Dessa bör enkelt tas bort och bytas ut. Detta minimerar kontaminering, ökar kontaktens utgång och maximerar poleringsfilmens livslängd.
6. Poleringsrörelse - Ett viktigt element i ett högkvalitativt poleringssystem är rörelsen på ytan som utför poleringen. Om poleringsverkan inte balanseras jämnt från alla sidor, kommer kontaktdonets prestanda att lida och kostnaderna kommer att öka på grund av avvisat material och alltför snabb slitage av poleringsfilmerna. För att uppnå jämna resultat av hög kvalitet måste maskinen ge en orbital poleringsrörelse - en cirkulär svängning.
7. Kan maskinen utföra vinkelfotare - Även om nya poleringstekniker, som MPC (Maximal fysisk kontakt), låter PC-färdiga anslutningar för att uppnå APC-resultat (Angled Physical Contact), är behovet av att utföra vinkelpolering ett måste. Vinkelpolering (vanligtvis polerad till 8 °) är nödvändig när backrelection-avläsningar av <–65db>
En polermaskin bör erbjuda möjligheten att polera kontakter Flat, med en PC-finish eller en APC-finish. Olika maskiner bör inte köpas för olika typer av polermedel. En kvalitetspolermaskin har förmågan att utföra alla typer av polering.
8. Ett "recept" för att uppfylla standarderna - standarder för dagens kontakter är stränga. Det är viktigt att maskintillverkaren tillhandahåller, tillsammans med en bra, företrädesvis illustrerad bruksanvisning, specifika poleringsrecept för att få anslutningsspecifikationerna (beskrivs i avsnittet nedan) –och att du har öppna kommunikationslinjer med tillverkaren för håller dig uppdaterad i denna utvecklande teknik.
POLITISKA AKSEPTERNINGSKRITERIER FÖR FIBRE OPTIC CONNECTORS
Inom kommunikationsfältet behövs höga standarder för telefonöverföring och ännu högre standarder för CATV-överföring - varvid den uppenbara rörelsen till högre standarder påverkas av logiken för att använda telefonlinjer för CATV. Singlemode-anslutningar används för att säkerställa optimala resultat - och dessa optimala resultat är en funktion av kvaliteten på de polerade anslutningsändytorna - Specifikt är det dessa mätbara prestandaegenskaper
som styrs vid kontaktpolering. Egenskaperna som en polermaskin måste tillhandahålla är:
1. Bakrereflektion
2. Insättningsförlust
3. Apex Offset
4. Krökningsradie
5. Fiberunderskärning / utsprång
6. Kontroll av ändansidan
1. BAKREFLEKTION
Ryggreflektion är ljus som reflekteras tillbaka genom fibern mot källan, som överför ljusvågen. Ljusreflektionen inträffar vid kontaktpunkten för två anslutningar när de är parade. En hög reflektionsnivå kommer att orsaka överföringsproblem för system som beror på hastigheten och tydligheten hos ett fibersystem, eftersom de önskade höga datahastigheterna kan stöta på bitfel om signalen är förvrängd. Den nuvarande industrin Back-reflektionsstandarden är <>
Kontaktdon benämns vanligtvis PC, SPC, UPC och APC. Dessa är termer som beskriver anslutningarnas ändytor och hänför sig också till bakre reflektionsbeteckningen:
• PC (fysisk kontakt)
En beskrivning av den kontaktande sfäriska ändytan Ryggreflektion Värde = –35db
• SPC (Super Physical Contact)
En beskrivning av den kontaktande sfäriska slutytan Ryggreflektion Värde = –45db
• UPC (Ultra Physical Contact)
En beskrivning av den kontaktande sfäriska ändytan Ryggreflektion Värde = <>
• APC (vinklad fysisk kontakt)
En beskrivning av den kontaktande vinklade sfäriska ändytan. Valvinkeln är 8 °. Denna vinkel avviker tillbaka reflektion till <>
En tillverkare av polerade kablar kan se något av dessa värden specificeras - inklusive den vanliga ”mellanhanden” på <-50db, men="" det="" växande="" kravet="" är="" upc=""><-55db), något="" starkt="" påverkat="" av="" catv-överföringens="">
2. INSERTION Förlust
Insättningsförlust är mängden optisk effekt som går förlorad vid gränssnittet mellan två anslutningar. Dåliga avläsningar för införingsförlust är i allmänhet ett resultat av fiberinställning, separering mellan anslutningar (även kallad 'luftspalt') och / eller kvaliteten på ytbehandlingen på kontaktens ände.
Insättningsförlust är en funktion av poleringsutrustningen och den teknik som används för att utföra poleringen. En maskin som producerar dålig ändytesgeometri genererar nästan alltid oacceptabla förlustnivåer. Den för närvarande angivna standarden för införingsförlust är <0,5 db,="" men="" den="" vanligt="" förväntade="" nivån="" har="" blivit=""><0,3> Förutom ovanstående prestandaegenskaper finns en specifik produktgeometri specificerad för att säkerställa tillförlitlighet och pågående korrekt anslutningsprestanda under ogynnsamma förhållanden som vibrationer och temperaturcykling. Dessa egenskaper beror på den höga kontrollnivån som en mekanisk polermaskin tillhandahåller.
3. APEX-OFFSET
Termen Apex definierar den högsta punkten på den sfäriska ytan vid kontaktytans ändyta. Apex Offset är det uppmätta avståndet mellan fiberns centrum och den faktiska höjdpunkten för en polerad anslutning.
Även om Apex Offset beskriver ett fysiskt tillstånd för den polerade fibern, snarare än en prestandaparameter, betraktas det som ett godkännandekriterium i sig. En överdriven Apex-offset bidrar till högt insättningsförlust och hög reflektionsavläsning.
4. KRAVATURENS RADIUS
Krökningsradie är mätningen av en anslutares sfäriska tillstånd i slutytan. Radien som genereras på en anslutningens ändyta påverkar anslutningsprestanda, och det specificeras så - radien måste vara sådan att när den paras med ett annat anslutande används mest av den komprimering som inträffar på materialet som omger fibern (även kallad hylsa) absorption). I allmänhet är de använda hylsorna förradierade. Radien bibehålls under polering genom att applicera tryck mellan anslutningen och en fjädrande poleringsyta, genom applicering av en vikt eller genom att ställa in kompression dimensionellt (det är allt sällsynt, men formningen av en platt ändhylsa till en PC-ände görs fortfarande genom samma grundteknik för att applicera tryck mot en fjädrande yta). Ju hårdare den fjädrande poleringsytan desto större blir den resulterande anslutningsradie (mer platt). Omvänt, ju mjukare poleringsytan desto mindre anslutningsradie. En korrekt radie, tillsammans med fiberunderskärning, möjliggör korrekt kompression av fiber-till-kontakt. Branschspecifikationen för krökningsradie är 10-25mm. Detta intervall möjliggör maximal kontaktanslutning.
5. FIBER UNDERCUT / PROTRUSION
När en fiber är infälld i en anslutningshylsa är termen som används "Fiberunderskärning." När en fiber sticker ut ovanför hylsan kallas det "Fiberutsprång." Mätning av denna egenskap görs med hjälp av en interferometer. En interferometer visar förskjutningen av interferenslinjerna som passerar över fibern.
De flesta poleringssekvenser börjar med aggressiva material, kiselkarbid för att avlägsna epoxi- och diamantskiktfilmer för början och mellanliggande polering, som tar bort både hylsan och fibern i samma takt. Under det sista poleringssteget används emellertid ett mindre aggressivt material, vanligtvis kiseldioxid, eftersom det bara attackerar fibern. Om en aggressiv film används för det sista poleringssteget kommer överdrivet underskärning att resultera.
Överdriven fiberunderskärning anges vanligtvis som mer än 50 nm. Fiberunderskärning är ett tillstånd som påverkar både ryggreflektion och insättningsförlust. När anslutningar är parade komprimeras det hylsande materialet som omger fibern, vilket optimalt låter fibrer med ett acceptabelt underskott / utsprång ta kontakt. Fibrer som inte tar nära kontakt
ha ett luftgap. Ett luftgap ger oacceptabla mätningar av ryggreflektion och insättningsförlust.
Fiberutsprång har också en gräns - 50 nm utsprång är acceptabelt - Både Undercut och Protrusion är ett resultat av poleringsprocessen. Om överdrivet utsprång finns, kan fiberflisning och / eller sprickbildning äga rum under kopplingsparningsprocessen.
6. INSPEKTION AV ANSLUTNING
För mätning av prestandakriterierna, Ryggreflektion och Insertion Loss finns det tillgängliga mätare som vanligtvis är bekanta för polermaskiner. De geometriska kriterierna, Apex Offset, Radius of Curvature och Fiber Undercut bekräftas med hjälp av en interferometer.
Visuell inspektion kommer alltid att spela en viktig roll vid utvärderingen av den polerade ytan (se diagram nedan), men den nu alltmer använda interferometern behövs för att bekräfta geometri. Interferometrar är tillgängliga från ett antal källor, allt från de som tillhandahåller en monitor från vilken användaren bestämmer produktacceptabilitet, till datorstöda program som tillhandahåller en tryckt avläsning som inkluderar alla prestanda och geometriska egenskaper hos anslutningen.
POLERINGSTEKNIKER
Kritisk för korrekt polering är den tillämpade processen - tekniken - som resulterar i att möta de olika
specifikationer.
Tidiga anslutningar tillverkades alla med plana ändytor, som specificerades vara nära (den linjära toleransen på SMA, till exempel, var 8 mikron), men för specifikt undviker faktisk kontakt. När polering utvecklades utvecklades PC (Physical Contact) -konceptet - sfäriska ändytor, där fibrerna skapade fysisk kontakt - PC-finishen resulterade i mycket förbättrad prestanda eftersom luftgapet eliminerades vilket möjliggjorde ökad ljusvågöverföring.
De tidiga PC-anslutningarna, som föregick utvecklingen av de nu vanliga förradierade hylsorna, krävde sfärisk formning av deras plana ändytor som en del av poleringsprocessen. Dessa traditionella poleringstekniker, för singlemode PC-anslutningar, involverade en fyrstegsprocess: epoxy-borttagning, hylsformning, preliminär polering och en slutpolish. Dessa steg använde aggressiva material för epoxi-avlägsnande och hylsformningssteg, vanligtvis utförda med användning av en diamantpoleringsfilm. Nu är emellertid nästan alla anslutningar "förradierade", och poleringsprocessen bör undvika överdriven störning av den sfäriska ytan - den typ som en mekaniserad process kan göra bra (och en manuell process dåligt). Som ett resultat av att minska cykeltiden och ändra filmgraderingarna för att anpassa sig till de aktuella anslutningskonfigurationerna, har de traditionella poleringsteknikerna blivit nytt. Nu är den traditionella fyrstegsprocessen mycket förbättrad (avlägsnande av epoxi, början av polering, mellanpolering och slutpolering).
Följande är en lista över poleringstekniker för singlemode & multimode polering.
YTTERLIGARE POLERINGSTEKNIKKOMMENTARER
Nyare poleringstekniker indikerar att de aggressiva epoxi-borttagnings- och hylsformningsstegen som tidigare var populära borde minimeras under poleringsprocessen, vilket ökar beroendet av den förformade radien. Detta kan åstadkommas genom att använda finare kvaliteter av kiselkarbid för avlägsnande av epoxi och genom att ersätta eller till och med eliminera det hylsformande steget. De senaste teknikerna använder en trestegsprocess; avlägsnande av epoxi, hålpolering och fiberpolering. Denna teknik erbjuder högre utgångsnivåer samtidigt som de nuvarande prestanda standarderna bibehålls och resulterar i lägre kostnad per kontakt
Maskinpolering är det enda tillgängliga sättet att uppfylla kraven för ökad prestanda och produktion. I den utsträckning manuell polering kan vara effektiv kräver det prestanda av högutbildad personal (för en repetitiv och monoton uppgift), och när specifikationerna blir svårare blir SPC, UPC, APC - manuell polering en orimlig (om inte omöjlig) ) uppgift. Liksom i andra högteknologiska fält är maskinernas förmåga att utföra repeterbara ultraprecisionsuppgifter svaret.
Som beskrivits ovan bör en polermaskin ha goda instruktioner och ett "recept" för att producera polerade kontakter som uppfyller alla specifikationer. Det finns dock ett antal variabler som påverkar processen, som branschen fortsätter att lära sig och utveckla. Det är viktigt att den valda maskinen har kapacitet att införliva nya utvecklingar och att tillverkaren håller dig informerad och är tillgänglig för support och råd.
POLERINGSTIPS & PROSESSBEDÖMNINGAR
I vissa fall kommer maskinanvändaren att bli medveten om vissa faktorer som involverar andra variabler än själva poleringsmaskinen. Följande är några artiklar som ofta förbises.
1. Polering av filmer
2. Epoxi
3. Renlighet
4. Smörjning
1. Polering av filmer - Filmer är den viktigaste faktorn i dina poleringsoperationer. Kvalitet och graderingar varierar från leverantör till leverantör. När en poleringsteknik utvecklas måste filmtyp, märke och partikelstorlek väljas noggrant. Överdrivet aggressiva filmer kan förstöra en 125μm fiber, och den sfäriska radien kan störas utan reparation. Av avgörande betydelse för den verkliga kostnaden är den initiala kostnaden för poleringsfilmen eftersom den hänför sig till livslängden som filmerna tillhandahåller - detta kan variera avsevärt från olika tillverkare.
Tips – Rengör varje poleringsfilm före och efter varje användning. Renlighet (diskuterat
nedan) kommer att öka livslängden och minska kostnaden per kontakt.
2. Epoxi – olika typer av epoxier kan lättare tas bort med specifika kvaliteter av kiselkarbidpoleringsfilmer. Filmerna som ska användas i detta steg beror på epoxytypen och storleken på den epoxypärla som är monterad på kontaktens ändyta. Olika epoxier har olika hårdhetsnivåer - vissa är klibbiga och andra är hårda - hårda epoxier tas lätt bort med grovare partikelstorlekar (20 um, 30 um, etc.), medan mjukare epoxier är bättre lämpade för mindre partikelfilmer, dvs 9 um, 5 um, etc.
Tips - Epoxipärlan som finns kvar på kontakten innan polering bör minimeras (storleken på ett nålhuvud). Detta kommer att förlänga livslängden för alla poleringsfilmer. Försök också olika graderingar av kiselkarbid tills du hittar den epoxyborttagningsfilm som passar bäst för dina behov.
3. Renlighet - En föroreningsfri miljö är avgörande när en optimal kontaktpolver önskas. Fem artiklar behövs för att minimera förorening:
1. Avjoniserat / filtrerat vatten
2. Isopropylalkohol
3. Luddfria vävnader
4. Luddfria vattpinnar
5. Konserverad luft
Avjoniserat / filtrerat vatten - rent vatten behövs för att förhindra att främmande partiklar förstör polermedel. Kranvatten och andra vattenkällor, innehåller partiklar (smuts) som kan vara så stora som 15 mikron. Avfall av denna storlek förstör ett polerat kontaktdon. Avjoniserat eller filtrerat vatten eliminerar denna möjlighet.
Isopropylalkohol - Alkoholen bör användas för att rengöra poleringsfilmerna, kontakterna och det omgivande området (inuti den automatiska polermaskinen) före och efter varje poleringssteg. Detta eliminerar praktiskt taget alla partiklar eller skräp från
övergår till nästa poleringssteg.
Luddfri vävnader - Vävnaderna kommer att användas för att applicera alkoholen på filmer, kontakter och maskin. Vävnaderna kommer också att användas för att torka anslutningsänden innan testnings- och inspektionsstadiet för poleringsprocessen.
Luddfria vattpinnar - Rengör alltid referensmätare och kopplingar kommer vattpinnarna att blötläggas i alkohol. Mätinstrument och kopplingsanordningar är de mest förbisatta utrustningarna när man skapar en föroreningsfri miljö. Rengöring av testutrustning bör bli en vana. Upprepad användning av dessa instrument kommer att resultera i uppbyggnad av skräp. Om de upprätthålls korrekt kan korrekta resultat säkerställas med förtroende, för att inte tala om problem med att fotografera dåliga prestanda kommer att minimeras.
Canned Air - Detta är mycket användbart för att ta bort skräp från anslutningskopplarna. Det kan också användas som ett allmänt rengöringsmedel för att ta bort damm från anslutningar, filmer eller arbetsstationen.
Tips - Kontrollera referenskabelns ändyta med jämna mellanrum för fel i ändytan. Anslutning och bortkoppling kommer att resultera i skräpuppbyggnad under en tidsperiod. Rengör ändytan med alkohol med en luddfri vävnad. Vid någon tidpunkt måste referensen också återuppdateras. Efter upprepad polering måste referenskabeln bytas ut.
4. Smörjning - avjoniserat vatten, filtrerat vatten och upphängningar, när de används på rätt sätt kan resultera i förbättrad anslutningsprestanda. De bästa lösningarna har mycket små partikelstorlekar 20-60 nm. Lösningens partikelstorlek bör vara minst hälften av storleken på den slutliga poleringsfilmen. Lösningar används för att minska avkastningsförlusten med så mycket som 5dB. Var försiktig med kolloidala baserade lösningar. De tenderar att torka snabbt och kan förstöra en polermedel om den inte snabbt tas bort från kontakten. Placera också lösningen är ett torrt område vid rumstemperatur. Skydda lösningar från kalla temperaturer. Många lösningar förlorar sin förmåga att förbättra prestanda när de blir mer solida (täta).
Tips - Späd lösningen. Alla områden på 2 till 5 delar filtrerat / avjoniserat vatten till en del lösning kan förbättra din prestanda.
SLUTSATS
Mekaniska polermaskiner ger fiberkabeltillverkare och tillverkare av originalutrustning ett ekonomiskt sätt att uppfylla höga produktionskrav samtidigt som de höga kvalitetsnivåer som krävs bibehålls. Även om det har blivit en nödvändighet att använda polermaskiner är det viktigt att använda bedömning vid val av maskin. Det är rimligt att tillverkare ombeds objektiva bevis för att säkerhetskopiera prestandaanspråk (förekomsten av automatisk testutrustning som ger en tryckt kopia av testresultaten gör detta möjligt), att lämna referenser och prover av dina komponenter för din egen inspektion. Glöm inte att det fortfarande är ett dynamiskt och växande område. Kontaktdon kommer att ändras och bearbetningstekniker kommer att förbättras. Det är viktigt att ha utrustning som lätt kan anpassas till förändringar i anslutningskonfiguration och poleringsteknik. Och det är lika viktigt att utrustningstillverkaren är medveten och involverad i denna utveckling och kommunicerar effektivt med användare av sin utrustning. Högprestanda och ekonomisk tillverkning representerar en utmaning för oss alla i branschen, och det verkar tydligt att utmaningen uppfylls effektivt. Det är en indikation på en ljus framtid för fiberoptikkommunikation, en framtid där ett företag som är rätt förberedt kan blomstra.
