光纖連接器研磨工藝實驗研究

孫曉蕓

摘 要：光纖連接器是構成光纖通信系統常用的光無源器件，其端面質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驗，進行粗磨、中磨和細磨操作，經多閃實驗比較研磨后的端面質量，總結實驗要點。

關鍵詞：光纖連接器 研磨 損耗

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

光纖連接器是構成光纖通信系統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的維護[2]。連接器制作完成后的端面質量例如劃痕、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，端面質量主要和制作連接器時的研磨步驟有關，本文通過實驗研究總結出研磨工藝的要點。

1 粗磨工藝

選用正常去膠的插芯進行粗磨，或者不把插芯從研磨夾具上取下而直接進行粗磨操作。取出9 μm砂紙（藍色），將砂紙放在超聲波清洗機中清洗，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。確認插芯在夾具上固定好后將夾具放置在研磨機上，確認插芯端面和粗磨砂紙接觸正常。設置研磨機參數，包括研磨機的公轉速度，研磨時間，研磨壓力等。開啟研磨機，待研磨機正常運轉數秒后合上四個角卡，對夾具進行固定和加壓，轉動角卡時要采用對角同時轉動，以保持夾具受力平衡。研磨完成后，關閉研磨機，打開四個角卡，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劃痕，更換砂紙。

操作要點有：兩次清洗砂紙，防止砂紙表面的雜質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；轉動角卡采用對角同時加壓，夾具受力不均時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。研磨時間、壓力、研磨機運轉速度的設置，研磨機參數在合適的范圍內可以保證較高的研磨成功率和較好的研磨效果。

本實驗在進行粗磨操作時，采用原始研磨壓力，研磨機轉速設置為70 r/min，研磨時間是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，交錯碾壓，碾壓時注意不能劃傷砂紙。將貼好砂紙的橡膠片平放在研磨機上，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，確認固定后將夾具平放在研磨機上，確認陶瓷插芯端面和砂紙正常接觸后，調整研磨機運行參數，包括研磨機轉速、研磨壓力、研磨時間等。打開研磨機，待研磨機穩定運轉數秒后，合上四個角卡，相對的兩個角卡同時合上，固定夾具，給夾具施壓。研磨時間到后，關閉研磨機，打開四個角卡，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，如果砂紙表面出現劃痕或者已到使用壽命，就立即更換砂紙。

操作要點有：兩次清洗砂紙，砂紙表面由于放置的環境時間等因素，表面會有塵埃等雜質，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；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；閉合角卡時要對角同時閉合，保證插芯平面和砂紙正常接觸，受力均衡；研磨機轉速、研磨時間、研磨壓力設置在適當的范圍內，取得較好的研磨效果；注意觀察砂紙表面，如果出現劃痕，就要更換砂紙。劃痕的形成原因有：貼砂紙時指甲和飾物劃傷、去除氣泡時圓筒摩擦劃傷、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，可延長研磨時間以取得較好的研磨效果。

3 細磨工藝

取用中磨產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；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、交錯碾壓，務必排除砂紙和橡膠墊之間的氣泡和水，碾壓時不能造成砂紙的任何劃痕。清潔研磨機的研磨臺（檢查是否有藍斯拉夫線，斷裂的光纖或纖芯，光纖涂覆層、包層雜質），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上，確認插針端面與砂紙正常接觸。設置研磨時間、研磨壓力、研磨轉速等參數，打開研磨機，待研磨機穩定暈住數秒后合上角卡，相對的兩個角卡同時合上，用于固定夾具，給夾具施加研磨壓力。研磨時間到后，關閉研磨機，打開四個角卡，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，如果砂紙表面出現劃痕或者已到使用壽命，就立即更換砂紙。

實驗操作要點：兩次的砂紙清洗。砂紙粒度為1μm，任何塵埃絲絮等雜質的粒度都可和砂粒相比擬甚至大于砂粒粒度，這些雜質都會在光纖端面形成難以修復的劃痕；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；合上角卡時要對角同時閉合，保持研磨夾具受力平衡；研磨時間、研磨壓力、研磨機轉速要設置合理，取得好的研磨效果；注意檢查砂紙是否便面出現劃痕，是否已到使用壽命，如果此類現象發生，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，如需繼續使用，可采取延長研磨時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

[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，2007.

[2] 馬聲全.高速光纖通信ITU-T規范與系統設計[M].北京：北京郵電大學出版社，2002：8-30.