北邮现代通信技术光纤熔接实验报告

信息与通信工程学院现代通信技术实验报告二

题目：光纤的熔接

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光纤的熔接

一、实验目的

1.了解光纤剥线钳、光纤切割刀和光纤熔接机的原理和使用方法；

2.实际动手完成光纤的熔接；

二、实验内容

在老师的演示和指导下完成光纤的熔接。

三、实验仪器介绍

实验仪器：光纤剥线钳、光纤切割刀和光纤熔接机。

其中光纤熔接机组成：

1.光纤的准直与夹紧机构

光纤的准直与夹紧结构由精密V型槽和压板构成。精密V型槽的作用是使一对光纤不产生轴偏移。

2.光纤的对准机构

要对准两条光纤，每条光纤需要6个自由度。将光纤在准直与夹紧机构内的一段光纤作为对象分析，并把光纤的放置方向定为Z方向，即有以下6个自由度影响光纤的位置：X，Y，Z三个方向的平移自由度和绕X，Y，Z三个方向旋转的自由度。

3.电弧放电机构

熔接机的电弧放电由两根电极完成。熔接机的放电电流和放电时间均可以调节。

4.电弧放电和电机驱动的控制机构

驱动机构由丝杆和步进电机构成。为了实现光纤的对准过程，使V型槽可以在X、Y、Z三个方向上平动。

四、实验过程

1.使用光纤剥线钳剥除2cm左右的光纤被覆，光纤剥线钳上有3个钳孔，孔径尺寸由大

至小分别用于剥除光纤的塑料保护层、光纤的被覆以及树脂涂层。在剥除时，注意将光纤置于刀孔正中间，防止光纤折断或扭曲；此外光纤应尽量保持平直，避免过度弯曲裸光纤，从而导致光纤变形影响熔接参数。（剥线钳可以适度倾斜，方便快速剥除被覆）2.用蘸有酒精的脱脂棉擦净光纤，去除光纤表面的被覆残留。擦拭时应注意避免重复污染，

擦拭干净后不能再触碰裸光纤。

3.按步骤用光纤切割刀切断光纤。光纤切割刀的截面如图所示。将清洁后的裸光纤放置在

光纤切割刀中较小的V型槽中（如果固定端有被覆，应置于较大槽内），保持光纤与刀

片垂直。切断后的裸光纤不能再触碰或者切割。（注意光纤碎屑要统一集中处理）

图1 光纤切割刀示意图图2 光纤切割刀实物

图

4.打开光纤熔接机的防风盖，将处理好的光纤放置于熔接机的V形槽中。注意放置光纤

时手尽量不触碰光纤和熔接机核心部件，而且两端光纤不能伸过尖端电弧，否则熔接时出现“距离错误”，正确放置方式如下图所示。光纤平整放置后，盖好防风盖和顶盖。

图3 熔接机截面图和正确放置光纤的方法

5.按下“AUTO”键，熔接机开始自动熔接。从屏幕中可以看到，熔接机将两根光纤在水

平和垂直两个方向进行准直和方位对准（X、Y方向），然后进行距离调整。若两端面放置距离过大，则熔接机将会停止熔接并发出警告。若光纤在V形槽内时碰触到边缘

或处理不干净时，往往会在光纤端面处沾有灰尘，熔接机将使用瞬间电弧放电清除端面灰尘，然后再作端面检查，若仍留有灰尘，同样会有错误提示。

6.光纤熔接完成后，数据会自动保存，同时显示损耗系数，按下“张力测试”按钮，张力

测试完成后，打开防风盖取出光纤，注意用力不能过猛防止刚熔接上的光纤断点裂开。

7.关闭熔接机电源，清理光纤碎屑。

五、实验成果

图4 熔接的光纤图5 光纤熔接机显示屏显示损耗

六、问题及解决

1.实验中多次出现熔接失败，分析原因为光纤切割时操作不规范，经过反复尝试，最

终成功熔接。

2.实验中多次出现损耗过大，网上查阅资料了解什么因素可能影响光纤的损耗？如何

能够减少损耗？

影响光纤损耗的因素

查阅结果如下：

光纤接头处的熔接损耗与光纤的本身以及现场施工有关。

影响光纤熔接损耗的因素较多，大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。

（1）光纤本征因素是指光纤自身因素，主要有四点。

a. 光纤模场直径不一致；

b. 两根光纤芯径失配；

c. 纤芯截面不圆；

d. 纤芯与包层同心度不佳。

其中光纤模场直径不一致影响最大，按CCITT(国际电报电话咨询委员会)建议，单模光纤的容限标准如下：

模场直径：（9~10μm）±10％，即容限约±1μm；

包层直径：125±3μm；

模场同心度误差≤6％，包层不圆度≤2％。

（2）影响光纤接续损耗的非本征因素即接续技术。

a. 轴心错位：单模光纤纤芯很细，两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。当错位1.2μm时，接续损耗达0.5dB。

b.轴心倾斜：当光纤断面倾斜1°时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求接续损耗≤0.1dB，则单模光纤的倾角应为≤0.3°。

c. 端面分离：活动连接器的连接不好，很容易产生端面分离，造成连接损耗较大。当熔接机放电电压较低时，也容易产生端面分离，此情况一般在有拉力测试功能的熔接机中可以发现。

d. 端面质量：光纤端面的平整度差时也会产生损耗，甚至气泡。

e. 接续点附近光纤物理变形：光缆在架设过程中的拉伸变形，接续盒中夹固光缆压力太大等，都会对接续损耗有影响，甚至熔接几次都不能改善。

(3)其他因素的影响。

接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、熔接机中电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗的值。

减少损耗的方法有

（1）选用品质较高的合格光纤。

（2）实验过程不随意弯曲光纤，保持实验环境整洁，尤其是切割刀和熔接机电弧放电机构部分；光纤严格用酒精清洁。

（3）实验者熟悉操作流程，放置光纤的过程不能再次污染光纤和仪器。

（4）光纤的断面切割要整齐，要求放置光纤时需要严格置于V形槽内，加紧再垂直切割等。

七、心得体会

实验中在熔接机的显微镜下观察了光纤的基本结构，清晰地看到光纤的包层和纤芯，并且在实验中自己亲自动手操作，完成了一根光纤的熔接，感觉信息可以通过如此纤细的玻璃丝传播真是一件奇妙的是。另外，我还了解到了光纤剥线钳、光纤切割刀和光纤熔接机的组成和使用，算是对光纤通信的一点点涉足，勾起了我对这方面知识的兴趣，课下对光纤通信进行更深入的了解。