光纤活动连接器光学指标分析

近几年来，光通信在世界范围内得到飞速发展，光通信的触角也不断从骨干网向非骨干网及接入网中延伸。与此同时，作为光通信中不可缺少的连接部件，光纤活动连接器也随着光通信的发展而得到更加广泛的应用。因此，光纤活动连接器质量问题也越来越引起了相关部门的重视，在信息产业部信科(1999)68号的发文中向各相关检验中心发布了《单模光纤活动连接器进网质量检验实施细则》，通过这几年的进网检验，光纤活动连接器的产品质量得到了普遍的提高，但是，由于光纤活动连接器的生产受到技术及设备的局限性，因此不可避免仍然存在一些问题，本文就目前光纤活动连接器光学指标进网检验中所发现的一些问题进行归纳和分析。

在光纤活动连接器的进网检验中，光学性能方面出现的主要问题是插入损耗和回波损耗无法达到细则中规定的要求。为了说明这个问题，首先把细则中对光纤连接器的光学性能方面的技术要求在这里详细介绍一下。

这些技术要求与标准中的技术要求大部分是一致的，但也有一点小小的区别，主要区别是，标准中规定的插入损耗要求一般为≤0.5dB，而在进网检验细则中要求为PC型≤0.2dB，而APC型≤0.3dB。另外标准中对回波损耗的要求为：PC型≥40dB，而在细则中则规定为：PC型≥45dB，UPC型≥50dB。APC型的回波损耗标准与细则的要求是一致的，均为≥60dB。弄清这些区别对于厂家指导自己的产品生产和质量检验以及申请光纤活动连接器进网检验肯定是有帮助的。下面简单地分析一下光纤活动连接器可能出现光学性能质量问题的原因：

根据前面的介绍我们知道，光纤活动连接器的光学性能主要包括插入损耗和回波损耗。而插入损耗与回波损耗并非是独立的，理论上是高插入损耗则一般对应低回波损耗，与之相反，低插入损耗则一般对应高回波损耗。但由于插入损耗光功率的数量级远大于回波损耗光功率的数量级，因此上述规律并非是绝对的。实际上回波损耗的大小主要取决于能否把反射光尽量旁路掉，这跟端插针端面的结构很有关系。为方便起见，本文在讨论光纤活动连接器的光学性能的影响因素时，只讨论插入损耗的影响因素。

光纤活动连接器的插入损耗是由光纤固有损耗和端接损耗引起的，而光纤固有损耗主要包括光纤吸收损耗和瑞利散射损耗，目前光纤的制造技术可以使光纤的固有损耗在1550nm附近降到0.2dB/km，而光纤跳线的长度通常为10m左右，因此光纤跳线的固有损耗几乎可以忽略不计。因此光纤活动连接器的插入损耗主要取决于光纤跳线的端接损耗。

端接损耗是指两根光纤跳线通过适配器连接而引起的损耗。产生端接损耗的原因有很多，大概包括有纤心尺寸失配、数值孔径失配、折射率分布失配、端面间隙、轴线倾角、横向偏移或同心度、菲涅尔(Fresnel)反射等等。

根据标准和细则的规定，光纤活动连接器的插入损耗是使用标准跳线与被测光纤活动连接器相连，从而测量出光纤活动连接器的插入损耗。根据这种测试方法，则光纤活动连接器的端接损耗实际是被测跳线与标准跳线间的端接损耗。考虑到标准跳线一般是非常规范的，因此，端接损耗主要取决于被测光纤活动连接器。在光纤活动连接器的测试过程中，通过清洁的无毛软纸沾酒精擦拭和反复插拔，首先可以排除由于端面不洁和连接不当等偶然因素造成端接损耗过高。除此之外，根据我们大量检测的经验以及使用端面干涉仪的辅助分析，光学性能中端接损耗过高的原因主要体现在以下几个方面：

(1)研磨不充分。研磨是光纤活动连接器插针生产中很重要的一道工序。研磨不充分往往会造成光纤插头插针端面凹凸不平。这种光纤活动连接器互相连接势必会使两根光纤之间有空气缝隙，这样就容易造成光学性能变差。在研磨不充分的插针端面上还可能存在划痕，如果划划痕直接通过纤心，它们同样会引起光纤活动连接器光学性能的明显下降。

(2)光纤偏心。通过光纤端面分析仪对光纤端面的观察，我们注意到，若光纤插针端面等高线的干涉圆环中心与实际光纤纤心基本重合，则说明光纤的纤心落在了插针的最高点，这样就可以保证纤心与纤心对接时中间不留缝隙。但是，如果干涉圆环中心与光纤纤心不重合，甚至超出65μm，则势必会影响光纤的通光性能，从而导致光纤活动连接器的插入损耗较差。

(3)纤心凹陷或凸出。纤心的凹陷或凸出都容易引起光纤传输性能的下降。这是因为，当纤心凹陷时，则可能导致对接的两根纤心之间存在缝隙，接触不够紧密从而存在空气，引起反射，从而影响插入损耗和回波损耗；而当纤心凸出时，则可能导致对接的两根纤心互相挤压从而使实际的光线射出端面和入射端面并不平行，从而使两根光纤之间出现轴向倾角导致对接光纤的通光性能下降。

决定光纤活动连接器的光学性能指标最根本的因素是插头插针，如果能从插头插针的几何尺寸着手，微观分析插针端面情况，则我们就会对光纤活动连接器的光学性能有一个深刻的认识，由此我们就能可靠地判断光纤活动连接器光学性能的质量水平。此外，在光纤活动连接器的进网检测中还有机械强度等性能检测，值得关注。