POLITZAMENT DE FIBRES MECÀNIQUES
Els connectors tenen un paper clau en les comunicacions de fibra òptica. L’acabat de la cara final d’un connector polit determina la qualitat de la seva transmissió d’ones lluminoses. En conseqüència, tots els connectors polits que s'utilitzen per a les comunicacions han de complir un estricte conjunt de normes i especificacions. Algunes persones del camp pensen que s’han assolit els nivells més alts de rendiment, mentre que d’altres creuen que hi ha marge per millorar. La força de treball desenvolupada per a aquest camp està formada per tècnics les eines dels quals han evolucionat des de dispositius manuals fins a maquinària de precisió. Aquestes màquines, juntament amb una força de treball amb experiència, estan creant el camí per a la comunicació global.
Inicialment, el polit del connector era una tasca manual realitzada per un sol operador. Després d'uns quants anys de creixement, la línia de muntatge de producció tradicional es va anar agafant. Els fabricants de muntatges de cables a gran escala ("Jumper Houses") tenien desenes de persones, cadascuna polint un connector alhora (i fins avui dia el poliment manual continua jugant un paper important). Tot i que el poliment manual pot ser pràctic per a algunes aplicacions, resulta poc pràctic per al polit de gran volum o per a la reunió eficient i repetible de les especificacions ajustades. L’alternatiu, el poliment mecànic, és un mètode rendible, que produeix grans volums de connectors els nivells de rendiment dels quals compleixen o superen els estàndards de la indústria. Una màquina que utilitza un moviment de polit específic i està provada per la seva conformitat amb els estàndards de la indústria produirà connectors polits de qualitat amb nivells elevats de consistència, de lot a lot.
LA MÀQUINA DE POLITZAR
Quan ha arribat el moment de comprar una màquina de polir mecànica, hi ha diverses preguntes que s'han de fer:
1. Les funcions operatives són senzilles d’utilitzar?
2. Ofereix la unitat fàcil intercanviabilitat de connectors?
3. Són de fàcil accés els plats de poliment?
4. Hi ha una funció per ajustar la pressió?
5. El moviment de poliment ataca els connectors de tots els costats per igual?
6. Pot la màquina realitzar polits d’angle?
7. El fabricant té la capacitat de subministrar fixació personalitzada si cal?
8. Els resultats finals compleixen i / o superen els estàndards actuals?
Un polidor de producció de qualitat respondrà “sí” a totes aquestes preguntes.
En detall, una màquina polidora de fibres tindrà:
1. Temporitzador: un temporitzador ajustable permet utilitzar una seqüència cronometrada predefinida de tècniques d’operacions. El calendari ha demostrat ser fonamental per obtenir especificacions de rendiment del connector. Un temporitzador ha de tenir una configuració de temps que oscil·la entre 0 i 60 segons.
2. Dispositiu de regulació de la pressió: una màquina de polir ha de tenir una capacitat de càrrega de pressió regulable. La pressió combinada amb la duresa de la superfície de polit permetrà a la màquina produir la geometria necessària de la cara final. Aquest dispositiu ha de tenir una eina de configuració que tingui clarament marcades divisions de mesurament.
3. Intercanviabilitat dels portadors del connector: els suports dels connectors que es poden treure ràpidament i ofereixen fàcilment una producció més elevada, menys temps d’aturada i una producció millorada. Una màquina que ofereix suport de connectors per a tots els tipus de connectors afegeix flexibilitat a la producció.
4. Disponibilitat dels portadors de connectors: a l’hora d’avaluar l’equip, és important tenir en compte els portadors de connectors disponibles. És important que el fabricant tingui titulars disponibles per als connectors estàndard utilitzats a tot el món, SC, FC, ST, tant per a configuracions de PC com APC.
A més, el fabricant ha de tenir la capacitat de proporcionar una gamma de portadors de connectors més enllà dels "estàndards" utilitzats; la versatilitat en aquesta àrea minimitzarà les oportunitats perdudes i maximitzarà la capacitat de satisfer les possibles sol·licituds de clients.
5. Els platens de poliment desmuntables: els platens de poliment transporten les pel·lícules de polit que actuen sobre la cara final del connector. S'han de suprimir i substituir fàcilment. D’aquesta manera es minimitza la contaminació, augmenta la sortida del connector i es maximitza la durada de pel·lícula de poliment.
6. Moviment de poliment: un element clau d'un sistema de polit de gran qualitat és el moviment de la superfície que realitza el polit. Si l’acció de poliment no s’equilibra uniformement per totes bandes, el rendiment del connector patirà i els costos augmentaran a causa del material rebutjat i el desgast excessivament ràpid de les pel·lícules de polit. Per obtenir resultats de qualitat i consistents, la màquina ha de proporcionar un moviment de polit orbital, una oscil·lació circular.
7. Pot la màquina realitzar polits d’angle- Tot i que les noves tècniques de poliment, com ara el MPC (màxim contacte físic), permeten que els connectors acabats per PC aconseguissin resultats APC (Contact Physical Anged), és imprescindible la realització de poliment d’angle. El polit de l'angle (generalment polit fins a 8 º) és necessari quan es requereixen lectures de retroreformació de <>
Un polidor ha d’oferir l’opció de polir els connectors plans, amb un acabat per PC o un acabat APC. No s'han de comprar diferents màquines per a diferents tipus de polit. Un polidor de qualitat tindrà la capacitat de realitzar tot tipus de polit.
8. Una “recepta” per complir els estàndards: els estàndards per als connectors actuals són estrictes. És important que el fabricant de la màquina proporcioni, juntament amb un bon manual d’operació, preferentment il·lustrat, “receptes” de poliment específiques per obtenir les especificacions del connector (descrites a l’apartat següent) i que tingueu línies de comunicació obertes amb el fabricant per estar al dia en aquesta tecnologia en desenvolupament.
CRITERIS D’ACCEPTACIÓ DE FINALS POLITZATS PER A CONNECTORS OPTICS DE FIBRA
Dins el camp de les comunicacions, es necessiten uns estàndards elevats per a la transmissió telefònica i fins i tot uns estàndards més alts per a la transmissió de CATV, amb el moviment aparent dels estàndards més alts influenciat per la lògica d’utilitzar línies telefòniques per a CATV. Els connectors Singlemode s'utilitzen per assegurar resultats òptims i aquests resultats òptims són una funció de la qualitat de les superfícies de la cara final del connector polit, concretament, aquestes són les característiques de rendiment mesurables
que es controlen en poliment de connectors. Les característiques que ha de proporcionar una màquina de polir són:
1. Retroriflexió
2. Pèrdua d’inserció
3. Desplaçament apex
4. radi de curvatura
5. Sotació de fibres / protuberància
6. Inspecció cara frontal del connector
1. REALITZACIÓ
La reflexió posterior és la llum reflectida a través de la fibra cap a la font, que transmet l'ona de llum. El reflex de la llum es produeix al punt de contacte de dos connectors quan s’acoblen. Un alt nivell de reflexió posterior provocarà problemes de transmissió per als sistemes que depenen de la velocitat i la claredat d’un sistema de fibra, ja que les altes taxes de dades desitjades poden trobar errors de bits si el senyal està distorsionat. L'estàndard actual de reflexió posterior de la indústria és <>
Els connectors es coneixen comunament com PC, SPC, UPC i APC. Es tracta de termes que descriuen les cares finals del connector i també es relacionen amb la designació de reflexió posterior.
• PC (contacte físic)
Una descripció de la cara final esfèrica de contacte Reflexió posterior Valor = –35db
• CPS (super contacte físic)
Una descripció de la cara final esfèrica de contacte Reflexió posterior Valor = –45db
• UPC (Ultra Physical Contact)
Una descripció de la cara final esfèrica de contacte Reflexió posterior Valor = <>
• APC (anglès Physical Contact)
Una descripció de la cara final esfèrica inclinada en contacte. L’angle d’elecció és de 8 °. Aquest angle desvia la reflexió posterior a <>
Un fabricant de cables polits pot veure qualsevol d'aquests valors especificats, incloent el "inter-intermedi" comú de <-50db, però="" el="" requisit="" creixent="" és="" upc=""><-55db), una="" cosa="" molt="" influenciada="" per="" les="" necessitats="" de="" transmissió="">
2. PÈRDUA D’INSERSIÓ
La pèrdua d’inserció és la quantitat de potència òptica perduda a la interfície de dos connectors. Les pobres lectures de pèrdues d’inserció són generalment el resultat d’un desajustament de la fibra, la separació entre connexions (també coneguda com a “aire-gap”) i / o la qualitat de l’acabat del final del connector.
La pèrdua d’inserció és funció de l’equip de polit i de la tècnica emprada per realitzar el polit. Una màquina que produeix una geometria de la cara final gairebé generarà nivells de pèrdua inacceptables. L'estàndard actualment indicat per a la pèrdua d'inserció és <0,5 db,="" però="" el="" nivell="" que="" s'espera="" habitualment,="" s'ha="" convertit="" en=""><> A més de les característiques de rendiment anteriors, hi ha una geometria de producte especificada, que ofereix una fiabilitat i un funcionament adequats del connector en condicions adverses, com ara vibracions i temperatures. Aquestes característiques depenen de l’alt nivell de control que proporciona un polidor mecànic.
3. APEX OFFSET
El terme Apex defineix el punt més alt de la superfície esfèrica a la cara final del connector. Apex Offset és la distància mesurada entre el centre de la fibra i el punt elevat real d’un connector polit.
Tot i que Apex Offset descriu una condició física de la fibra polida, més que un paràmetre de rendiment, es considera en si mateix un criteri d’acceptació. Una despesa excessiva Apex contribueix a una elevada pèrdua d’inserció i a una elevada lectura de reflexió del darrere.
4. RÀDIUS DE CURVATURA
El radi de curvatura és la mesura de la condició esfèrica de la cara final d'un connector. El radi generat a la cara final del connector afecta el rendiment del connector, i així s’especifica; el radi ha de ser tal que quan s’aparegui amb un altre connector la major part de la compressió que es produeix s’aplica al material que envolta la fibra (també coneguda com a ferruga. absorció). En general, les fèrules utilitzades estan radiades prèviament. El radi es manté durant el poliment mitjançant l’aplicació de pressió entre el connector i una superfície de poliment resistent, mitjançant l’aplicació d’un pes o mitjançant la configuració dimensionalment de la compressió (cada cop és més rar, però la formació d’una ferruja de punta plana en un extrem de PC encara es fa a través de la mateixa tècnica bàsica d’aplicar pressió sobre una superfície resistent). Com més dura sigui la superfície de poliment resistent, més gran serà el radi del connector resultant (més pla). Per contra, com més suau sigui la superfície de poliment, més petit és el radi del connector. Un radi adequat, conjuntament amb fibra de tall inferior, permet una correcta compressió entre fibra i connexió. L'especificació de la indústria per al radi de curvatura és de 10-25 mm. Aquest rang permet el màxim rendiment del connector.
5. FIBRA UNDERCUT / PROTRUSIÓ
Quan una fibra s'enrotlla dins d'un connector, el terme que s'utilitza és "Undercut de fibra". Quan una fibra sobresurt per damunt de la roda s'anomena "protuberiment de fibra". La mesura d'aquesta característica s'aconsegueix mitjançant un interferòmetre. Un interferòmetre mostra la compensació de les línies d’interferència que passen per sobre de la fibra.
La majoria de les seqüències de poliment comencen amb materials agressius, carbur de silici per eliminar pel·lícules de solapa epoxi i diamant per al començament i poliment intermedi, que eliminen el ferro i la fibra al mateix ritme. Durant l’últim pas de polit, però, s’utilitza un material menys agressiu, generalment diòxid de silici, perquè només ataca la fibra. Si s'utilitza una pel·lícula agressiva per al pas final de poliment, es produirà un excés de sots.
El soterrament de fibra excessiu se sol especificar com a superior a 50 nm. El soterrament de fibra és una condició que afecta tant la reflexió del darrere com la pèrdua d’inserció. Quan es connecten els connectors, es comprimeix el material de la fòrula que envolta la fibra, cosa que permet que les fibres amb una subjecció / protuberança acceptables puguin entrar en contacte. Fibres que no entren en contacte íntim
tenir un buit aeri. Una escletxa d'aire produirà mesures de pèrdua per a la reflexió posterior i la inserció inacceptables.
La protuberança de fibra també té un límit –50 nm de protuberància són acceptables–, tant el soterrament com la protuberància, són el resultat del procés de poliment. Si hi ha una protrusió excessiva, es pot produir un xoc i / o esquerdament de fibres durant el procés d’aparellament del connector.
6. INSPECCIÓ DE CONECTORS
Per a la mesura dels criteris de rendiment, Reflexió posterior i pèrdua d’inserció, hi ha dispositius que són generalment familiars per als polidors. Els criteris geomètrics, Apex Offset, Radius de curvatura i Fibra baixa, es confirmen mitjançant un interferòmetre.
La inspecció visual sempre tindrà un paper important en l’avaluació de la superfície polida (vegeu el gràfic més avall), però l’interferòmetre que s’utilitza cada cop més per confirmar la geometria. Els interferòmetres estan disponibles de diverses fonts, que van des de les que proporcionen un monitor des d'on l'usuari determina l'acceptació del producte, fins a programes assistits per ordinador que proporcionen una lectura impresa que inclou totes les prestacions i característiques geomètriques del connector.
TÈCNIQUES DE POLITZACIÓ
El procés aplicat, la tècnica, és fonamental per al bon poliment que resulta de reunir-se amb els diversos
especificacions.
Tots els primers connectors es van produir amb cares extremes planes, que s'especificava propera (la tolerància lineal a la SMA, per exemple, de 8 micres), però també evita específicament el contacte real. A mesura que Polishing va evolucionar el concepte PC (Contact Physical Contact) es va desenvolupar –frontes esfèriques finals, amb les fibres que van fer el contacte físic real– El final del PC va donar lloc a un rendiment molt millorat perquè es va eliminar el buit d’aire que va permetre la transmissió d’ones de llum augmentades.
Els primers connectors de PC, anteriors al desenvolupament de les ara comunes pre-radiades, van necessitar una forma esfèrica de les seves cares extremes planes com a part del procés de polit. Aquestes tècniques tradicionals de poliment, per als connectors de PC de singlemode, comportaven un procés de quatre passos: eliminació de epoxi, formatge de guaina, poliment previ i un polit final. Aquests passos van utilitzar materials agressius per a l’eliminació d’epòxid i passos de formació de la guaina, generalment realitzats mitjançant un film de polit de diamants. Ara, però, gairebé tots els connectors estan "preradius", i el procés de poliment ha d'evitar la desordenada excessiva de la superfície esfèrica: el procés que un procés mecanitzat pot fer bé (i un procés manual malament). Com a resultat de reduir el temps de cicle i canviar les gradacions del film per adaptar-se a les configuracions actuals del connector, ha revitalitzat les tècniques tradicionals de polit. Ara, el procés tradicional de quatre passos és molt millorat (eliminació de epoxi, poliment inicial, poliment intermedi i poliment final).
A continuació es mostra una llista de tècniques de polit per a poliment de solitari i multimode.
OBSERVACIONS TÈCNIQUES DE POLITZAMENT ADICIONALS
Les tècniques de poliment més recents indiquen que les etapes agressives d’eliminació d’epoxi i de formació de ferrugues que abans eren populars s’haurien de minimitzar durant el procés de poliment, augmentant la confiança en el radi preformat. Es pot aconseguir mitjançant l'ús de qualificacions més fines de carbur de silici per a l'eliminació de l'epoxi i substituint o fins i tot eliminant l'etapa formadora de la fòrula. Les tècniques més actuals utilitzen un procés de tres passos; Eliminació de epoxi, poliment de ferrugues i polit de fibres. Aquesta tècnica ofereix nivells de sortida més elevats mantenint els estàndards de rendiment actuals i produeix un menor cost per connector.
El polit de màquines és l'únic mitjà pràctic disponible per satisfer les exigències de major rendiment i producció. En la mesura que el poliment manual pot ser eficaç, exigeix rendiment per part de personal altament qualificat (per a una tasca repetitiva i monòtona) i, a mesura que les especificacions es fan més difícils: SPC, UPC, APC - el poliment manual esdevé un raonable (si no és impossible. ) tasca. Com en altres camps d’alta tecnologia, la capacitat de les màquines per realitzar tasques repetibles d’ultradreta precisió és la resposta.
Com s'ha descrit anteriorment, una màquina de polir ha de tenir bones instruccions i una "recepta" per produir connectors polits que compleixin totes les especificacions. Hi ha diverses variables, però, que afecten el procés, sobre les quals la indústria continua aprenent i desenvolupant-se. És important que la màquina seleccionada tingui la capacitat d’incorporar novetats i que el fabricant us mantingui informat i estigui disponible per a l'assistència i l'assessorament.
CONSELLS DE POLITZACIÓ I CONSIDERACIONS DEL PROCÉS
En alguns casos, l'usuari de la màquina prendrà consciència d'alguns factors que impliquen variables diferents del polidor en si. A continuació, es mostren alguns elements que solen passar per alt.
1. Polit de pel·lícules
2. Epoxi
3. Neteja
4. Lubricació
1. Polit de pel·lícula: les pel·lícules són el factor més important en les vostres operacions de polit. La qualitat i les gradacions varien de proveïdor a proveïdor. Quan es desenvolupa una tècnica de polit, el tipus de pel·lícula s'ha de triar acuradament i la mida de les partícules. Les pel·lícules excessivament agressives poden destruir una fibra de 125 μm i el radi esfèric es pot desorganitzar més enllà de la reparació. Així mateix, té una importància crítica el cost real, és el cost inicial de la pel·lícula de polir, ja que es refereix a la vida del cicle que proporcionen les pel·lícules, això pot variar significativament de diversos fabricants.
Consell: netegeu cada peça de film polit fins abans i després de cada ús. Neteja (discutit
a continuació) augmentarà la vida del film i disminuirà el cost per connector.
2. Es poden treure més fàcilment diferents tipus d’epoxi amb epoxi amb qualificacions específiques de pel·lícules de polit de carbur de silici. Les pel·lícules que s'utilitzaran en aquest pas depenen del tipus epoxi i de la mida de la bola epoxi muntada a la cara final del connector. Diferents epoxi tenen diferents nivells de duresa; alguns són resistents, i altres són ferms. Les epoxi dures es poden eliminar fàcilment amb pel·lícules de tamany de partícules més gruixudes (20 um, 30 um, etc.), mentre que les epoxi més suaus s’adapten millor a les pel·lícules de mida petita de partícules, és a dir, 9 um, 5 um, etc.
Consell: s’ha de reduir al mínim la bola epoxi que queda al connector abans del poliment (la mida d’una punta de fixació). D’aquesta manera s’allargarà la vida de totes les pel·lícules de polit. Proveu també diferents graduacions de carbur de silici fins que trobeu la pel·lícula d’eliminació d’epoxi que funciona millor per a les vostres necessitats.
3. Neteja: és imprescindible un entorn lliure de contaminació quan es desitgi un poliment de connectors òptim. Es necessiten cinc elements per minimitzar la contaminació:
1. Aigua desionitzada / filtrada
2. Alcohol isopropílic
3. Teixits sense pelussa
4. Xampinyons lliures de pell
5. Aire enlatat
Aigua desionitzada / filtrada: es necessita aigua neta per evitar que partícules estrangeres destrueixin el poliment. L’aigua de l’aixeta i altres fonts d’aigua, contenen partícules (brutícia) que poden arribar a ser de fins a 15 micres. Els detrits d'aquesta mida destruiran un connector polit. L’aigua desionitzada o filtrada eliminarà aquesta possibilitat.
Alcohol isopropílic: l’alcohol s’ha d’utilitzar per netejar les pel·lícules de polir, els connectors i la zona circumdant (dins de la polidora automàtica) abans i després de cada pas de polit. Això eliminarà pràcticament qualsevol partícula o restes
transferint-se al següent pas de poliment.
Teixits sense pelussa: els teixits s’utilitzaran per aplicar l’alcohol a les pel·lícules, connectors i màquina. Els teixits també s'utilitzaran per assecar la cara final del connector abans de l'etapa de prova i inspecció del procés de polit.
Nabots sense pelussa - Netegeu sempre els comptadors de referència i acoblen els cotxes xops d’alcohol. Els instruments de mesura i els dispositius d'acoblament són els equips més obviats quan es crea un entorn lliure de contaminació. La neteja dels equips de prova hauria de ser un hàbit. L’ús repetit d’aquests instruments produirà una acumulació de deixalles. Si es manté correctament, es poden assegurar amb exactitud els resultats correctes, sense oblidar-se del rendiment de disparar al mínim rendiment.
Air Canned: això és molt útil per eliminar les deixalles dels acobladors de connectors. També es pot utilitzar com a agent de neteja general per eliminar pols de connectors, pel·lícules o estació de treball.
Consell: comproveu periòdicament la cara final del cable de referència per detectar defectes de la cara final. La connexió i la desconnexió es generaran residus durant un període de temps. Netegeu la cara final amb alcohol amb un teixit sense pelussa. A més, en algun moment caldrà que es repoli la referència. Després de repetir poliment, caldrà substituir el cable de referència.
4. Quan es fa servir correctament l'aigua desionitzada, la lubricació i les suspensions, quan es fa servir correctament, es pot augmentar el rendiment del connector. Les millors solucions tenen unes mides de partícules molt petites de 20 a 60 nm. La mida de les partícules de la solució ha de ser almenys la meitat de la mida del film final de polir. Les solucions s’utilitzen per disminuir la pèrdua de retorn fins a 5dB. Compte amb les solucions a base de col·loides. Acostumen a assecar-se ràpidament i poden destruir un poliment si no es treu de la cara final del connector ràpidament. A més, poseu la solució a una zona seca a temperatura ambient. Protegiu les solucions davant les temperatures fredes. Moltes solucions perden la seva capacitat per millorar el rendiment a mesura que es tornen més sòlids (densos).
Consell: diluïu la solució. Qualsevol rang de 2 a 5 parts d’aigua filtrada / desionitzada a una solució de part pot millorar el seu rendiment.
CONCLUSIÓ
Les màquines de polit mecànic proporcionen als fabricants de cables de fibra i als fabricants d’equips originals un mitjà econòmic per satisfer els alts requeriments de producció, mantenint els nivells d’alta qualitat que s’exigeixen. Tot i que l’ús de màquines de polir s’ha convertit en una necessitat, és important utilitzar el judici en la selecció de màquines. És raonable que se sol·liciti a les empreses fabricants de proves objectives per fer una còpia de seguretat de les reclamacions de rendiment (l’existència d’equips de prova automàtics que proporcionin una còpia impresa dels resultats de les proves ho fan possible), per proporcionar referències i mostres dels seus components per a la vostra pròpia inspecció. No oblideu que encara és un camp dinàmic i en creixement. Els connectors canviaran i les tècniques de processament milloraran. És important tenir un equip que s’adapti fàcilment als canvis de configuració del connector i a la tècnica de polit. I és igualment important que el fabricant d’equips estigui conscient i implicat en aquests desenvolupaments i es comuniqui eficaçment amb els usuaris del seu equip. Tots els fabricants representen un repte de gran rendiment i una fabricació econòmica, i sembla evident que el repte s'està fent efectiu. És una indicació d’un futur brillant per a les comunicacions de fibra òptica, un futur en què una empresa adequadament preparada pugui prosperar.
